Скачать 256.1 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное Государственное БЮДЖЕТНОЕобразовательное учреждениЕ высшего профессионального образования «Томский государственный педагогический университет» (ТГПУ) Утверждаю ________________________ декан факультета/ директор института «___» ___________ 2011 года рабочая Программа учебной дисциплины (модуля) М.2.01 АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ (указывается наименование дисциплины (модуля) в соответствии с рабочим учебным планом) Трудоемкость (в зачетных единицах) 6 Направление подготовки: 020100.68 Химия Профиль подготовки: Физическая химия Квалификация (степень) выпускника: магистр 1. Цель изучения дисциплины (модуля): формирование у будущего магистра профессиональных компетенций и навыков в важнейших направлениях современной химии, в подходе к планированию и осуществлению химических реакций и химических процессов. 2. Место учебной дисциплины (модуля) в структуре основной образовательной программы. Дисциплина «Актуальные проблемы современной химии» относится к вариативной (профильной) части профессионального цикла Основной образовательной программы. Для освоения дисциплины студенты используют знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе освоения дисциплин химического цикла на предыдущих уровнях образования (общей химии, органической химии, химии высокомолекулярных соединений, аналитической химии, кристаллохимии и других). Дисциплина «Актуальные проблемы современной химии» является основой для изучения нового подхода к химии как к науке, способной обеспечить производство и потребление химических продуктов таким образом, чтобы максимально снизить ущерб, наносимый природе на всех стадиях химического процесса, начиная от потребления энергии и заканчивая утилизацией отходов. Такой подход позволит обеспечить земной цивилизации устойчивое развитие в части, связанной с производством и использованием искусственных химических продуктов, а это одна из крупнейших групп потребляемых веществ. Освоение такого подхода способствует приобретению общекультурных компетенций (ОК). 3. Требования к уровню освоения дисциплины. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование и развитие специальных компетенций (СК), а также профессиональных компетенций (ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-6, ПК-7, ПК-11), общекультурных компетенций (ОК-2, ОК-4, ОК-5, ОК-6). Освоивший дисциплину «Актуальные проблемы современной химии» должен - владеть: знаниями об основных направлениях в области современной химии, о новых подходах к планированию и осуществлению химических реакций и химических процессов (СК, ОК-4, ОК-5, ОК-6, ПК-1, ПК-2, ПК-3); - быть способным: к системному анализу методов изучения принципов химии в интересах устойчивого развития, включая использование «зеленых», то есть безвредных для природы растворителей, проведение реакций в отсутствие растворителя, применение каталитических процессов вместо стехиометрических там, где это возможно, мониторинг проходящих процессов на всех стадиях осуществления (СК, ОК-4, ОК-6, ПК-4, ПК-5); - понимать принципы развития современной химии в социальном и политическом значении и роли химии на земном шаре и в условиях России в интересах устойчивого развития (СК, ОК-4, ПК-1, ПК-6); - уметь применять полученные знания: для анализа прикладных проблем хозяйственной деятельности (СК); в педагогической деятельности (ПК-2, ПК-8); - быть готовым к самостоятельному проведению исследований, использованию информационных технологий для решения научных и профессиональных задач (СК, ПК-1, ПК-13). В результате изучения дисциплины студент должен знать: - основные направления в современной химической науке и технологии; - основные направления конструирования химических процессов в условиях устойчивого развития; - способы введения элементов «Зелёной химии» в химическую технологию; владеть: - основными понятиями и терминами современной науки «Химия»; - знаниями о современных методах исследования в области химии; - базовыми познаниями в методике преподавания химии в интересах устойчивого развития и способов введения элементов этого подхода в базовые химические курсы; уметь: - доказательно обсуждать теоретические и практические проблемы современной химии; - применять полученные знания и навыки при выполнении курсовых и дипломных работ и в будущей профессиональной деятельности. 4. Общая трудоемкость дисциплины (модуля) и виды учебной работы.
5. Содержание учебной дисциплины (модуля). 5.1. Разделы учебной дисциплины (модуля).
5.2. Содержание разделов дисциплины (модуля). 5.2.1. Общие тенденции развития современной химии. Концепции современной химии и их практическое применение. 5.2.2. Основные направления развития химии в ХХI веке. Химия как фундаментальная наука. Развивающиеся современные направления: компьютерная химия, компьютерное моделирование молекул (молекулярный дизайн) и химических реакций; спиновая химия; синтез и исследование наноструктур, развитие и применение нанотехнологий; синтез полимерных полупроводников; химия чрезвычайно быстротекущих реакций (фемтохимия); синтез фуллеренов и нанотрубок; развитие химии одиночной молекулы; развитие электроники на молекулярном уровне; создание «молекулярных машин»; электровзрывная активация пульпы и растворов. 5.2.3. Прогресс науки и роль «зеленой химии» в современном мире. «Зелёная химия» в России. 5.2.4. 12 принципов «Зелёной химии». Анализ технологии производства с использованием принципов «Зелёной химии» 5.2.5. Основные направления в развитии технологий «Зелёной химии». Общие подходы к оценке эффективности проведения процессов с точки зрения зеленой химии. 5.2.6. Химия и наступающая эра нанотехнологий. Разработка новых наноматериалов. Разработка методов сборки крупных молекул из атомов с помощью наноманипуляторов. Получение новых нанокатализаторов для химической и нефтехимической промышленности. Изучение механизма каталитических реакций на нанокристаллах. Исследование явления самоорганизации в коллективах нанокристаллов. Поиск новых способов пролонгирования стабилизации наноструктур химическими модификаторами. 5.2.7. Суперкритические флюидные технологии в химии природных соединений. Оснвные области практического использования сверхкритических веществ. Развитие суб- и суперкритических жидкостных технологий для процессов экстракции и химического синтеза. Сверхкритические среды в экстракционных процессах. 5.2.8. Теоретическое моделирование и компьютерный дизайн новых молекулярных и наноразмерных структур. Перспективы использования компьютерного моделирования в области нанотехнологий. Развитие теории и методов теоретического моделирования неклассических молекулярных систем и механизмов химических реакций, молекулярный дизайн новых структурных мотивов для высокотехнологичных материалов, молекулярных и супрамолекулярных актуаторов, молекулярных машин. 5.2.9. Компьютерное моделирование молекул (молекулярный дизайн) и химических реакций. Основные направлениями компьютерной химии: создание принципиально новых компьютерных программ поиска и отбор новых эффективных веществ; количественный анализ связи структура-активность для широкого спектра ФАВ. Молекулярный дизайн макромолекулы с управляемыми биологическими функциями. 5.2.10. Спиновая химия. Молекулярная электроника и спинтроника. На пути к созданию молекулярного компьютера. Дизайн молекулярных магнетиков. 5.2.11. Хемосенсорика. Новое направление органической, аналитической и координационной химии. Молекулярная электроника, фотоника и хемосенсорика. Направленный синтез, фото- и магнетохимия бистабильных органических и металлоорганических структур для молекулярных переключателей и сред трехмерной оптической памяти. 5.2.12. Органические и элементоорганические соединения для светоизлучающих диодов. Основные характеристики электролюминесцентных устройств на основе органических соединений. Светоизлучающие диоды на основе органолантаноидов. Светоизлучающие диоды на основе смешанных (3-дикетонатныхкомплексов. Светоизлучающие диоды на основе комплексов редкоземельных элементов, содержащих хинолинолятные лиганды. 5.2.13. Протеомика. Проблема трансформации здоровой клетки в раковую. Создание современных липосомальных противоопухолевых прераратов. Иммобилизация противоопухолевых средств на носителе. 5.2.14. Масс-спектроскопия в органической химии и биохимии. Использование масс-спектроскопия в органической химии. Использование масс-спектроскопия в биохимии. 5.2.15. Органические фотохромные соединения: структурный дизайн и практические применения. Разнообразие фотохромных соединений и систем. Особенности применения фотохромных соединений и материалов. Принципы дизайна оптических молекулярных сенсоров и фотоуправляемых рецепторов на основе краун-эфиров. Фотохромные спиропираны и объекты биологического мира. 5.2.16. Современные приложения спектроскопии ЯМР. Импульсный двойной электрон-электронный резонанс - спектроскопия ЭПР в нанометровом диапазоне расстояний. Современные возможности ЯМР-спектроскопии твердого тела квадрупольных ядер с полуцелым спином. Методики определения ЯМР параметров, корреляции со структурными параметрами. Исследование процесса приготовления нанесенных катализаторов методом ЯМР томографии. 5.3. Лабораторный практикум: не предусмотрен учебным планом. 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины. 6.1. Основная литература: 1. Ким, А. М. Органическая химия: учебное пособие / А. М. Ким.– Изд. 2-е, перераб. и доп., изд. 3-е, испр. и доп., изд. 4-е, испр. и доп. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство,2001(2003, 2004). – 813 (971, 841) с. 2. Дядин, Ю. А. Супрамолекулярная химия : клатратные соединения / Ю. А. Дядин. – Новосибирск : Изд-во НГУ, 1998. – 53 с.
6.2. Дополнительная литература:
Шевельков, А. В. Супрамолекулярная химия: от экзотических веществ к материалам нового поколения / А. В. Шевельков. – М.: МГУ, 2004. – 47 с. 6.3. Средства обеспечения освоения дисциплины. 1. http://www.iupac.org/projects/2002/2002-029-1-300.html - координируемая ИЮПАК веб-страница по «Зеленой химии» (химии в интересах устойчивого развития). 2. http://www.scf-tp.ru/ - журнал «Сверхкритические флюиды; теория и практика». 3. http://himki-vaz.ru/ - сайт «Химия в современном мире». 4. http://www.chemport.ru/ - химический портал ChemPort.Ru. 5. http://www.greenchemistry.ru/education/magister_prog.htm - сайт научно-образовательного центра "Химия в интересах устойчивого развития – Зеленая химия". 6. http://sci-lib.com/chemistry – сайт «Химия. Новости химии». 6.4. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля). Лекционная аудитория, оснащенная мультимедийным оборудованием. Основное оборудование: видеоматериалы, презентации-слайды.
7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины 7.1. Методические рекомендации (материалы) преподавателю. Организация учебного процесса при изучении курса «Актуальные проблемы современной химии» соотносится с целями образования на современном этапе, направленных на системный подход к обучению и интеграцию дисциплин. В программе определена последовательность изучения учебного материала, а содержание представлено в виде 16 блоков – разделов, отражающих целостность курса и внутренние связи учебного материала в курсе. Программой предусмотрено использование современных образовательных технологий: информационные (лекции и презентации в Power Point), проектные (мультимедиа, видео) и т.п. Формы работы на учебных занятиях предусматривают активную позицию магистрантов при изучении материала, например, дополнение, обсуждение, дискуссию, элементы собственных научных исследований, непосредственное выступление с докладом (презентации в Power Point). 7.2. Методические рекомендации для студентов. Половина учебного материала дисциплины «Актуальные проблемы современной химии» учебным планом отводится на самостоятельное изучение. Вопросы, рекомендованные к самостоятельному изучению, обычно не рассматриваются во время аудиторных занятий из-за недостатка времени. Они имеют в основном иллюстративный характер и не относятся к основополагающим вопросам, но знание их существенно облегчает восприятие принципиальных положений предмета обсуждения. Кроме того, материал, выносимый на самостоятельное рассмотрение, расширяет у обучающихся кругозор, повышает эрудированность. Это дает возможность увереннее ориентироваться в науках, уже знакомых с предыдущих курсов и являющихся базовыми для современной химии (неорганическая, органическая химии, физика, кристаллохимия и другие) имеющих мировоззренческое значение, и, следовательно, способствует формированию всех перечисленных выше компетенций (СК, ПК, ОК). План самостоятельной работы Общее количество часов, выносимых на самостоятельную работу : 84 часа
8. Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся 8.1. Тематика рефератов (докладов, эссе).
8.2. Вопросы и задания для самостоятельной работы, в том числе групповой самостоятельной работы обучающихся. См. выше - план самостоятельной работы студентов. 8.3. Вопросы для самопроверки, диалогов, обсуждений, дискуссий, экспертиз. 1. Особенности и тенденции развития химии в XX в. 2. Химия как фундаментальная наука. 3. Основные направления развития современной химии на рубеже ХХ - ХХI веков. 4. Основные направления развития химии в ХХI. 5. «Зеленая химия» и химия в интересах устойчивого развития. 6. 12 принципов «Зелёной химии». 7. Два основных направления в разработке технологии «Зелёной химии». 8. Суперкритические флюидные технологии в химии природных соединений. 9. Развитие нанотехнологий в современной химии. 10. Разработка новых нанокатализаторов и их применение. 8.5. Перечень вопросов к зачет (экзамену). 1. Общие тенденции развития современной химии. 2. Основные направления развития химии в ХХI. 3. Прогресс науки и роль «зеленой химии» в современном мире. 4. 12 принципов «Зелёной химии». 5. Основные направления в развитии технологий «Зелёной химии» 6. Химия и наступающая эра нанотехнологий. 7. Один из принципов зеленой химии – атомная эффективность. 8. Е-фактора для различных типов химических процессов. 9. Расчёт атомной эффективности для химических производств. 10. Принципы энергоэффективности. 11. Использование локальных источников энергии для активации молекул. 12. Цеолиты и мезопористые катализаторы. 13. Катализ энзимами (ферментами), в том числе закрепленными (гетерогенизированными). 14. Закрепление гомогенных катализаторов на носителе. 15. Катализ наночастицами. 16. Что такое сверхкритический флюид? 17. Реакции в сверхкритическом СО2. 18. Реакции метатезиса олефинов. 8.6. Темы для написания курсовой работы (предоставляются на выбор обучающегося, если предусмотрено рабочим планом). Не предусмотрено. 8.7. Формы контроля самостоятельной работы. Реферат, публичный доклад (см. выше - план самостоятельной работы студентов). Рабочая программа учебной дисциплины составлена в соответствии с учебным планом, федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 020100.68 Химия. Рабочую программу учебной дисциплины (модуля) составил: к.х.н., доцент Кец Татьяна Станиславовна. Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) утверждена на заседании кафедры органической химии: протокол № ___ от «___»_______________ 2011 года. Зав. кафедрой ______________ Дырин В.А. (подпись) Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) одобрена методической комиссией Биолого-химического факультета: протокол № ___ от «___» _________ 2011 года. Председатель методической комиссии БХФ_______________ Князева Е.П. (подпись) Согласовано: Декан факультета ________________ Дырин В.А. (подпись) |
Министерство образования и науки российской федерации государственное... Федеральная служба финансово-бюджетного надзора территориальное управление в Брянской области | Министерство образования и науки российской федерации государственное... Специальность 071500. 62 «Народная художественная культура» Профиль подготовки: Руководство любительским театром | ||
Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Минобрнауки РФ от 16. 03. 2011 г. №1365; программы-минимума кандидатского экзамена по общенаучной дисциплине «Иностранный язык»,... | Министерство образования и науки российской федерации государственное... Волков В. А. Универсальные поурочные разработки по физике: 9 класс. 2-е изд., перераб и доп. М.: Вако, 2010. 368 с | ||
Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Факультет фиоп | Л. С. Скрябина А. Ф. Фазлыева адаптация ребенка в замещающей семье:... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального... | ||
Методические указания для студентов Стр. 7 Министерство образования... Данный учебно-методический комплекс (умк) разработан для студентов 1,2,3,4 курсов очной формы обучения по направлению: 531100 (071300.... | Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Представленная программа по мировой художественной культуре составлена на основе федерального компонента государственного стандарта... | ||
Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального... | ||
Реферат по дисциплине «история электротехники» Тема: «Сюда вбиваешь свою тему» Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального... | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... | ||
Министерство образования и науки российской федерации федеральное... Манохина Г. А., кандидат технических наук, доцент кафедры бухгалтерского учета, анализа и аудита | Министерство образования и науки российской федерации федеральное... «Библиотека мировой литературы для детей». Под ред. Алексеева С. П. Изд. «Детская литература», М., 1989 г | ||
Основная образовательная программа высшего профессионального образования Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального... | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |