Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом по направлению подготовки 020100. 62 Химия (профиль подготовки Неорганическая химия и химия координационных соединений)
Скачать 2.91 Mb.
|
Цель освоения дисциплины: формирование у студентов теоретических основ современных математических методов обработки результатов химического эксперимента и практических навыков их использования. Место дисциплины в структуре ООП: данная дисциплина входит в раздел Б.2 «Цикл математических и естественнонаучных дисциплин. Вариативная часть» по направлению 020100.62 – химия. В результате освоения дисциплины студент должен: знать:
уметь:
владеть:
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины: В ходе изучения дисциплины «Математическая обработка результатов химического эксперимента» студент приобретает (или закрепляет) следующие компетенции:
Содержание дисциплины Введение в теорию эксперимента Цели и основные направления научных исследований. Моделирование и оптимизация. Основные способы моделирования химических процессов. Активный и пассивный эксперимент. Получение математической модели и решение с ее помощью оптимизационных задач. Кибернетические представления об исследуемом объекте как о черном ящике. Факторы и параметры. Функция отклика и ее геометрическое представление поверхностью в n-мерном пространстве. Различные подходы к планированию экспериментов при исследовании сложных (многофакторных и многопараметрических) систем. Недостатки традиционной схемы поочередного варьирования факторов. Уровни варьирования факторов. Кратность эксперимента. Необходимое число опытов при проведении эксперимента. Идея полного факторного эксперимента (ПФЭ). Планирование эксперимента Подготовка к эксперименту. Выбор факторов: контролируемость, регулируемость, точность задания, степень значимости. Отсеивание незначимых факторов. Факторы в типичных химических исследованиях. Параметры оптимизации и требования к ним. Классификация параметров и примеры в химических исследованиях. Схемы решения многопараметрических задач (ограничения главного параметра, штрафные функции, обобщенные параметры). Функции Харрингтона. Метрологические аспекты проведения эксперимента. Способы оценки погрешности измерений в ходе планирования эксперимента. Выбор измерительной аппаратуры и способы ее поверки. Априорная оценка погрешности измерения параметров по известным погрешностям измерения факторов. Планирование ПФЭ вида: сбор априорной информации, выбор области эксперимента, выбор центра плана, интервалов варьирования, уровней. Кодирование и раскодирование переменных. Построение нормированной ортогональной матрицы для эксперимента. Рандомизация. Проблема кратности измерений. Реплики. Математическая обработка экспериментальных данных Результат эксперимента как случайная величина. Погрешности измерений и погрешности пробоотбора. Первичная обработка данных: запись результатов измерений с учетом цены деления, стабильности работы прибора и других факторов. Ранжирование. Правила приближенных вычислений. Проверка наличия дрейфа. Варианты, их совокупности и выборки. Объем и размах совокупностей. Проблема репрезентативности выборки, закон больших чисел. Распределение результатов измерений в генеральной совокупности и в выборке. Заселенность (частота). Построение гистограмм и полигонов. Свойства реальных гистограмм (унимодальность, асимптотичность, симметрия). Выборочные параметры. Определение характера распределения результатов измерений по выборочным параметрам. Проверка экспериментальных данных на внутреннюю однородность. Функции распределения и их связь с гистограммами. Вероятностные представления. Возможные распределения случайных величин. Причины распространенности нормального распределения. Проверка экспериментальных данных на соответствие нормальному распределению по асимметрии и эксцессу. Другие способы проверки. Математическое описание нормального распределения. Функция Гаусса. Нормированное нормальное распределение. Вероятность попадания результата измерения в заданный интервал, ее расчет с помощью функций Лапласа. Геометрическое истолкование функции Лапласа. Прикладные задачи, решаемые химиками с применением функций Лапласа. Понятие о доверительном интервале. Расчет доверительных интервалов при известной воспроизводимости метода (через функции Лапласа). Влияние числа измерений на ширину доверительного интервала. Связь достоверности, кратности и точности измерений. Проверка значимости систематических погрешностей, проверка совместимости вариант и другие приемы обработки данных при нормальном распределении данных и известной воспроизводимости метода. Правило трех сигм. Распределение Стьюдента. Влияние объема выборки на параметры t- распределения. Геометрическая модель. Нормированное распределение Стьюдента. Расчет интервалов варьирования. Расчет доверительных интервалов при неизвестной воспроизводимости метода. Вероятность попадания среднего арифметического в заданный интервал значений. Правила отбраковки промахов при нормальном распределении. Оценка параметров совокупности по выборочным параметрам. Проверка гипотез. Дисперсионный и корреляционный анализ Понятие научной гипотезы. Понятие статистической гипотезы. Нульгипотеза и альтернатива. Подход к выбору нуль-гипотезы в химических исследованиях. Общий алгоритм статистической проверки гипотез. Понятие о параметрических и непараметрических критериях проверки гипотез. Уровни значимости нуль-гипотезы для ошибок первого и второго рода. Параметрические критерии сравнения одномерных выборок. Сравнение выборок по воспроизводимости. Критерии Фишера, Кохрена, Бартлета. Важнейшие случаи сравнения серий экспериментальных данных в химических исследованиях. Сравнение средних по Стьюденту. Критерий соответствия Пирсона. Понятие о дисперсионном анализе. Однофакторный дисперсионный анализ с одинаковым и неодинаковом объемом сопоставляемых выборок. Двухфакторный дисперсионный анализ с применением параметрических критериев. Примеры применения дисперсионного анализа в химических исследованиях. Двумерные и многомерные совокупности. Независимость варьирующих признаков, их закоррелированность и функциональная связь. Примеры корреляций в быту, технике и науке. Геометрическое представление корреляции. Прямая и обратная корреляция. Виды корреляций. Физический смысл и расчет коэффициента линейной корреляции. Кодирование переменных. Статистическая проверка гипотезы о закоррелированности сопоставляемых величин. Понятие о непараметрических критериях. Критерий знаков. Критерий Вилкоксона-Манна-Уитни. Критерий Краскела-Уоллиса. Проверка влияния фактора на характер распределения значений параметра. Непараметрические критерии выявления грубых промахов. Непараметрические аналоги дисперсионного и корреляционного анализа. Регрессионный анализ. Построение и применение моделей Основные задачи регрессионного анализа. Важнейшие полиномы и выбор полинома в конкретном исследовании. Линеаризация. Минимальный объем эксперимента для нахождения уравнения регрессии. Условия применимости классического алгоритма регрессионного анализа, обработка данных при невыполнении этих условий. Понятие о методе наименьших квадратов. Расчет коэффициентов регрессии в однофакторном эксперименте. Оптимальный план боднофакторного эксперимента. Многофакторные регрессии. Расчет коэффициентов многофакторной регрессии для ортогональных экспериментов. Проверка значимости коэффициентов регрессии. Дисперсии воспроизводимости и адекватности. Способы проверки адекватности найденной регрессии. Возможные причины неадекватности модели и дальнейшие действия исследователя. Пакеты прикладных программ для обработки экспериментальных данных. Использование модели для прикладных расчетов. Интерпретация модели (оценка независимости факторов, возможность сравнения факторов по значимости и т.п.). Оптимизационные задачи. Метод Бокса-Уильсона. Понятие о движении по градиенту. Выбор величины шага по каждому из факторов. Мысленный эксперимент. Возможные причины прекращения движения по градиенту. Исследования в квазистационарной области. Планы высших порядков. Понятие о симплексной оптимизации. Подведение итогов эксперимента Завершенность и доказательность проведенного эксперимента. Традиционные правила подготовки отчетов, статей и т.п. Смысл и стиль литобзора. Описание техники и логики эксперимента. Представление таблиц и графиков. Комментарии к полученным результатам. Рекомендации по стилю изложения. Этика заимствований, высказываний и оценок. Формулировка аннотаций и выводов. Сопоставление полученных данных с данными других авторов. Традиции научных дискуссий. Рекомендации для подготовки научного доклада. Минеральные ресурсы Бурятии Цель освоения дисциплины: ознакомление студентов с промышленно важными месторождениями Байкальского региона (особое внимание уделяется генезису месторождений цветных, редких, благородных металлов, угольных месторождений, месторождений алюмо- и магний-силикатного сырья, фосфоритов, кварца и нефрита). Место дисциплины в структуре ООП: данная дисциплина входит в раздел Б.2 «Цикл математических и естественнонаучных дисциплин. Вариативная часть» по направлению 020100.62 – химия. В результате освоения дисциплины бакалавр должен знать:
уметь:
владеть:
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины: В ходе изучения дисциплины «Минеральные ресурсы Бурятии» студент приобретает (или закрепляет) следующие компетенции:
Содержание дисциплины Тенденции развития минерально-сырьевой базы в Бурятии. Экологические проблемы разработки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых, их запасах в Байкальском регионе. Основные понятия и определения: полезное ископаемое, руда, горная порода, рудопроявление, запасы. Месторождение полезного ископаемого (МПИ). Площади распространения полезных ископаемых (провинция, область, пояс, бассейн, район, узел, поле, тело). Условия залегания и форма тел полезных ископаемых. Основные виды геологических работ при разведке МПИ. Закономерности размещения полезных ископаемых в земной коре. Существующие экологические ограничения в регионе. Влияние разработки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых на примере Джидинского ВМК. Понятие о малоотходной и безотходной технологии. Минеральный и химический состав, структурно-текстурные особенности полезных ископаемых Минеральный и химический состав полезных ископаемых. Основные, сопутствующие (полезные и вредные) компоненты и элементы – примеси. Типы полезных ископаемых. Промышленные сорта. Кондиции. Влияние морфологии, условий залегания и вещественного состава рудных тел на технологию подземной разработки, обогащения и переработки полезных ископаемых. Запасы и категории запасов полезных ископаемых. Эндогенные, экзогенные и метаморфогенные месторождениях полезных ископаемых. Условия образования Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых. Условия образования эндогенных МПИ. Ранне- и позднемагматические, эруптивные, пегматитовые, контактово-метасоматические (скарновые) и гидротермальные месторождения. Условия образования экзогенных МПИ. Месторождения выветривания. Явления окисления и вторичного обогащения сульфидных месторождений. Осадочные месторождения обломочного, химического и биохимического генезиса. Метаморфогенные (метаморфизованные и метаморфические) месторождения. Структурно-текстурные особенности, промышленное значение и примеры месторождений. Железистые кварциты, кварцит, мрамор. Промышленные типы месторождений. Металлические полезные ископаемые. Главнейшие промышленные группы месторождений. Промышленные типы месторождений. Металлические полезные ископаемые. Главнейшие промышленные группы месторождений. Области применения, размеры запасов и добычи сырья. Главнейшие минералы, типы руд, кондиции. Индустриальное и горно-химическое сырье. Свойства, области применения, размеры запасов и добычи, типы и сорта. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов очного... Рабочая программа для студентов очного обучения по направлению 020100. 62 «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия... | | Аналитическая химия учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... |
| Высокомолекулярные соединения учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... | | Химические основы биологических процессов учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... |
| Основная образовательная программа высшего профессионального образования Основная образовательная программа высшего профессионального образования, реализуемая вузом по направлению подготовки 020100 Химия... | | Рабочая программа дисциплины Химия синтетических лекарственных веществ Дисциплина «Химия синтетических лекарственных веществ» входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла (Б.... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Основная образовательная программа высшего профессионального образования, реализуемая вузом по направлению подготовки 020100 Химия... | | Рабочая программа Учебной дисциплины биология с основами экологии... Программа составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования... |
 | Программа вступительных экзаменов по специальным дисциплинам, соответствующих... ... | | Учебно-методический комплекс дисциплины русский язык и культура речи... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования города Москвы |
| Программа вступительных экзаменов по специальным дисциплинам, соответствующих... «Неорганическая химия»; «Аналитическая химия»; «Органическая химия»; «Физическая химия» | | Основная образовательная программа высшего профессионального образования Основная образовательная программа (ооп) бакалавриата, реализуемая вузом по направлению подготовки 081100. 62 Государственное и муниципальное... |
| Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая в Кабардино... Ооп бакалавриата, реализуемая вузом по направлению подготовки 072600. 62 Декоративно-прикладное искусство и народные промыслы и профилю... | | Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая в Кабардино... Ооп бакалавриата, реализуемая вузом по направлению подготовки 072600. 62 Декоративно-прикладное искусство и народные промыслы и профилю... |
| Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом... Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом по направлению подготовки 49. 03. 01 Физическая культура и профилю... | | Основная образовательная программа (ооп) бакалавриата, реализуемая... |
