Реферат: Учебно-методическое объединение по классическому университетскому образованию

Учебно-методическое объединение по классическому университетскому образованию


СОГЛАСОВАНО

УТВЕРЖДАЮ

Академик – секретарь отделения химии и наук о материалах РАН

Председатель Совета УМО, академик



Тартаковский В.А



Садовничий В.А.

от «____»__________2010 г.

от «____»__________2010 г.



^ Примерная основная образовательная программа

высшего профессионального образования


Специальность 020201 «Фундаментальная и прикладная химия»

утверждена Постановлением Правительства РФ от 30.12.2009 г. № 1136.

ФГОС ВПО утвержден приказом Минобрнауки России от 24.12.2010 г.

№ 2061


Квалификация (степень) выпускника - специалист

Нормативный срок освоения 5 лет

Форма обучения – очная


Москва 2010 г


Содержание

Стр.


1. Общее положение…………….………………………………………..……...2

2. Список рекомендуемых специализаций подготовки выпускников по

специальности 020201-химия …………………………………………..…....3

3. Требования к результатам освоения основной образовательной

программы………………..………………………………………………...….3

4. Примерный учебный план …………………………….……………………..3

5. Примерные программы дисциплин………………………………………....11

6. Требования к итоговой государственной аттестации выпускников…... ...45

7. Список разработчиков и экспертов ПООП………………………………. .46


1. Общее положение

Примерная основная образовательная программа высшего профессионального образования (ПООП ВПО) по специальности 020200 «Фундаментальная и прикладная химия» является системой учебно-методических документов, сформированной на основе положений Федерального закона № 309 – ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части изменения понятия и структуры государственного образовательного стандарта» (статья 5, п. 6), Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования подготовки выпускников по специальности 020200-химия (пункт 7.1 раздела «Требования к условиям реализации основных образовательных программ подготовки специалистов) и рекомендаций Департамента государственной политики в образовании Минобрнауки.

Примерная основная образовательная программа (ПООП) по специальности 020201-химия является программой подготовки выпускников с высшим профессиональным образованием.

Нормативные сроки освоения: 5 лет.

Квалификация выпускника в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом - специалист


^ 2. Список рекомендуемых специализаций подготовки выпускников по специальности 020201-химия


020201.01. Неорганическая химия

020201.02. Аналитическая химия.

020201.03. Органическая химия.

020201.04. Физическая химия.

020201.05. Электрохимия

020201.06. Высокомолекулярные соединения.

020201.07. Химия элементоорганических соединений.

020201.08. Химия функциональных наноматериалов

020201.09. Биоорганическая химия

020201.10. Коллоидная химия

020201.11. Бионеорганическая химия

020201.12. Нефтехимия

020201.13. Молекулярная спектроскопия

020201.14. Кинетика и катализ

020201.15. Медицинская химия

020201.16. Квантовая химия

020201.17. Химия твердого тела

020201.18. Химия окружающей среды, химическая экспертиза и

экологическая безопасность

020201.19. Фармацевтическая химия

020201.20. Радиохимия

020201.21. Химия высоких энергий

020201.22. Химическое материаловедение

020201.23. Нанобиоматериалы и нанобиотехнологии

Список утвержден на заседании Пленума УМС по химии 15 октября 2010 года, протокол № 25.


^ 3. Требования к результатам освоения основной образовательной

программы

Общие, обязательные для всех выпускников по специальности 020201 «Фундаментальная и прикладная химия» компетенции (общекультурные ОК-1 – ОК-21 и профессиональные ПК-1 – ПК-25) приведены в разделе 5. ФГОС.

Список компетенций дополняется учебными заведениями самостоятельно в ходе подготовки выпускников с учетом содержания вариативных дисциплин УЦ ООП С.1 и С.2, а также вариативной части цикла С.3 для реализуемых вузом специализаций подготовки выпускников.

^ 4. Примерный учебный план




п/п

Наименование

циклов дисциплин

и разделов

Общая

трудоем-

кость



Распределение дисциплин

по семестрам




^ Экз.

оценка

Зачет


Коды компе-

тенций*


в зач.

един.

в

часах

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


















Число учебных недель в семестре







18

19

18

19

18

19

18

17

18

19

C.1

Гуманитарные, социальные и экономические дисциплины

39

1404

+

+

+

+

+

+

+

+

+







ОК-1

ОК-2

ОК-3

ОК-4

ОК-5

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-9

ОК-11

ОК-12

ОК-13

ОК-14

ОК-15

ОК-16

ОК-17

^ Базовая часть

26

936


































1.Иностранный язык

10

360

+

+

+

+

+



















2.История

4

136

+































3.Философия

4

136




+




























4. Экономика

4

136







+

























5.История и методология химии

2

54

























+







^ Вариативная часть в т.ч.

дисциплины по

выбору студентов

13

468


































^ Курсы вуза

7

252


































^ Курсы по выбору студента.

6

216

































C.2
^ Математические и естественно-научные дисциплины

71

2556

+

+

+

+

+



















ОК-7

ОК-8

ОК-9

ОК-10

ОК-12

ОК-14

ПК-3

ПК-4

ПК-5

ПК-7

ПК-10


^ Базовая часть

61

2196

+

+

+

+

+



















1.Математика

22

792

+

+

+

+






















2. Вычислительные методы в химии

4

144










+

+



















3.Физика

22

792




+

+

+

+



















4.Строение вещества

4

144
















+













1 экз


5.Информатика

.5

180

+

+




























6..Биология с основами экологии

4

144

+































^ Вариативная часть, в т.ч. дисциплины по выбору студентов

10

360

+

+

+

+






















^ Курсы вуза

6

216

+

+

+

+






















^ Курсы по выбору студента

4

144

+

+

+

+






















C.3

Профессиональ-

ные(специальные)

дисциплины

134

4824

+

+

+

+

+

+

+

+

+







ОК-7

ОК-8

ОК-9

ОК-14

ОК-20

ПК-1

ПК-2

ПК-3

ПК-4

ПК-5

ПК-6

ПК-10

ПК-11

ПК-12

ПК-13

ПК-15

ПК-16


^ Базовая часть

(общепрофессио-нальные

дисциплины)

108

3888

+

+

+

+

+

+

+

+










1.Неорганическая химия

18

648

+

+




























2.Аналитическая химия

17

612







+

+






















3.Органическая химия

18

648













+

+
















4.Физическая химия

17

612
















+

+













5.Химические основы

биологических

процессов

4

144
















+
















6.Высокомолекулярные соединения

6

216



















+

+










7.Химическая технология

6

216






















+










8.Коллоидная химия

5

180



















+













9.Квантовая химия

3

108
















+
















10 Физические методы исследования

3

108



















+













11 Кристаллохимия

4

144



















+













12 Современная химия и химическая безопасность.

5

180

























+







13.Безопасность жизнедеятельности








































^ Вариативная часть программы специалированной подготовки в т.ч. дисциплины

по выбору студентов

26

936



















+

+

+







^ Курсы вуза

14

504



















+

+

+







^ Курсы по выбору студентов

12

432



















+

+

+







С.4

Физкультура

2

400

+

+

+

+

+



















ОК-18

ОК-19

С.5

Практики и научно-исследова-тельская работа

24

864


































ОК-5

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-9

ОК-10

ОК-11

ОК-12

ОК-13

ОК-14

ОК-15

ОК-17

ПК-1

ПК-2

ПК-3

ПК-4

ПК-6

ПК-7

ПК-8

ПК-9

ПК-10

ПК-11

ПК-12

ПК-13

ПК-14

ПК-15

ПК-16

ПК-17

ПК-18

ПК-19

ПК-20

ПК-21

ПК-22

ПК-25

ПСК-1


1.Химико-технологическая практика

6

216






















+










2.Научная работа в семестрах

9

324







+

+

+

+

+

+

+







3.Преддипломная практика

9

324

























+




















































С.6

Итоговая государственная аттестация

30

1080




























+










^ Общая трудоемкость

основной образовательной программы

300

11128







*) компетенции, формируемые при изучении дисциплин вариативных частей УЦ ООП С.1, С.2 и С.3, разрабатываются вузами самостоятельно.

Примечание

1. Трудоемкость УЦ ООП С.1, С.2 и С.3 задается в пределах 10 зачетных единиц, трудоемкость отдельной дисциплины – в пределах 2 зачетных единиц.

2. Базовая часть дисциплин УЦ ООП С.1, С.2 и С.3 не должна суммарно превышать 70% от общей трудоемкости этих циклов.

3. Общая аудиторная нагрузка, представленная в учебных циклах С.1-С.3, рассчитывается исходя из 32 часов занятий в неделю в 1-9 семестрах обучения и не может быть изменена в сторону уменьшения.

4. Базовая часть, представленная в учебных циклах С.1-С.3, и содержание раздела С.4 ООП ФГОС подготовки специалистов являются общими, независимо от избранной студентами специализации или желания выпускника начать трудовую деятельность после получения диплома по избранному им разделу химии.

5. Вариативная часть цикла С.3 формируется вузами самостоятельно в соответствии с реализуемыми вузом специализациями, список которых утвержден на заседании Пленума УМС по химии 15 октября 2010 года, протокол № 25.

6. Экзамены рассматриваются как вид учебной работы по дисциплине. Трудоемкость, отводимая на подготовку и сдачу экзамена (1 зачетная единица), включена в общую трудоемкость соответствующей дисциплины.


Пример учебного плана вариативной части цикла профессиональных дисциплин через реализуемые вузом специализированные программы подготовки приводится ниже.

Учебный план вариативной части примерного учебного плана подготовки выпускников по специальности «Фундаментальная и прикладная химия» (специализированная программа «Аналитическая химия»)



п/п

Наименование

циклов дисциплин

и разделов

Общая

трудоем-

кость



Распределение дисциплин

по семестрам




Экз.


Зачет

Коды компе-

тенций

*)


в зач.

един.

в

часах

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10







С.3


Вариативная часть специализирован-ная программа «Аналитическая химия»)


26

936
















+

+

+

+










^ Курсы вуза

18

648



















+

+

+







1. Введение в специальность

2

72
















+
















2. Метрологичес-кие основы хими-ческого анализа

2

72



















+













3. Электрохими-ческие методы анализа

3

108






















+










4. Спектроскопи-ческие методы анализа

3

108






















+










5. Хроматографи-ческие методы анализа

4

144



















+













6. Методы разделения и концентрирования

2

72



















+













7. Анализ реальных объектов

2

72

























+







^ Курсы по выбору студента

8

288


































1.Масс-спектромет-рия. Хроиато-масс-

спектрометрия

2

72

























+









2. Кинетические,

биохимические и

биологические методы анализа

2

72

























+







3. Химические и

биологические сенсоры

2

72

























+







4. Комплексные соединения и органические реагенты

2

72






















+










5. Основы аналитического контроля в промышленности, экологическом мониторинге, биотехнологических процессах

2

72

























+







6. Метод капил-лярного электро-фореза

2

72



















+













7. Методы локаль-ного анализа и аннализа поверхности

2

72






















+










8. Проточный и непрерывный ана-лиз

2

72






















+










9. Тест-методы в химическом анализе

2

72






















+











*) – компетенции разрабатываются вузами самостоятельно


Календарный учебный график

Бюджет учебного времени (в неделях) подготовки специалистов

Курсы

Теоретическое обучение



Экзаменацион-ные сессии

Научная работа

Производствен-ная практика



Итоговая Государственная аттестация


Каникулы

Всего

I

37

5

-

-

-

10

52

II

35

5

2

-

-

10

52

III

35

5

2

-

-

10

52

IV

29

5

2

4

-

12

52

V

12

2




6

20

12

52

Итого:

148

22

6

10

20

54

260







Научно-исследовательская работа

4-8 семестры
















Производственная практика (химико-технологическая)


Преддипломная



8 семестр


9 семестр


















Итоговая государственная аттестация:


10 семестр











Бюджет учебного времени и график учебного процесса составлены исходя их следующих данных (в зачетных единицах)

Теоретическое обучение, включая экзаменационные сессии

и занятия физкультурой (400 часов по ФГОС) 246

Практики (химико-технологическая и преддипломная) 15

Научно-исследовательская работа, включая выполнение

дипломной работы 37

Итоговая государственная аттестация 2

Итого: 300

График учебного процесса подготовки специалистов*

Курсы

Сентябрь



5

Октябрь



9

Ноябрь

Декабрь




Январь




недели

1 - 4

недели

6 -8

недели

10 -13

недели

14 - 17


18

недели

19 -21


22

1

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

=

::

::

=

2

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

И

=

::

::

=

3

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

И

=

::

::

=

4

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

И

=

::

::

=

5

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Х

Х

Х

Х

Х

Х

=

::

::

=








































































Февраль




Март




Апрель




Май

Июнь




Июль




Август

недели

23-25


26

недели

27-30


31

недели

32-34


35

недели

36-39

недели

40-43


44


недели

45-47



48

недели

49-52

=

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

::

::

::

=

=

=

=

=

=

=

=

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

И

::

::

::

=

=

=

=

=

=

=

=

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

И

::

::

::

=

=

=

=

=

=

=

=

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

Т

И

::

::

::

Х

Х

Х

Х

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

П

//

//

=

=

=

=

=

=

=

=





























































































Теор.обуч.

Экзам.сес

Научная раб.

Произв.прак.

ИГА

Каникулы

Всего

37

5

-

-

-

10

52

35

5

2

-

-

10

52

35

5

2

-

-

10

52

29

5

2

4

-

12

52

12

2

-

6

20

12

52

148

22

6

10

20

54

260



^ 4. Примерные программы дисциплин


Дисциплина “Физическая химия”

Рекомендуется для специальности 020201 «Фундаментальная

и прикладная химия » как базовая дисциплина

профессионального цикла

Квалификация (степень) - специалист


Цели и задачи дисциплины

Дисциплина “Физическая химия” относится к базовой части учебного цикла C.3 “Профессиональные (специальные) дисциплины”.

Физическая химия представляет собой теоретический фундамент современной химии. В свою очередь, химия является важнейшей составной частью естествознания. Поэтому физико-химические теории химических процессов используют для решения самого широкого круга современных научных и технических проблем.

Преподавание физической химии в университетах ставит своей главной целью раскрыть смысл основных законов, научить студента видеть области применения этих законов, четко понимать их принципиальные возможности при решении конкретных задач. Основные разделы современной физической химии - химическая и статистическая термодинамика, химическая кинетика, катализ, электрохимия.

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать основы современных теорий в области физической химии и способы их применения для решения теоретических и практических задач в любых областях химии.

Уметь самостоятельно ставить задачу физико-химического исследования в химических системах, выбирать оптимальные пути и методы решения подобных задач как экспериментальных, так и теоретических; обсуждать результаты физико-химических исследований, ориентироваться в современной литературе по физической химии, вести научную дискуссию по вопросам физической химии.

Демонстрировать способность и готовность проводить физико-химические расчеты с помощью известных формул и уравнений, в том числе с помощью компьютерных программ, проводить стандартные физико-химические измерения, пользоваться справочной литературой по физической химии.

В ходе изучения дисциплины «Физическая химия» студент приобретает (или закрепляет) следующие компетенции:

использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);

владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2);

способен применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-3);

владеет навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций (ПК-4);

представляет основные химические, физические и технические аспекты химического промышленного производства с учетом сырьевых и энергетических затрат (ПК-5);

владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6);

владеет методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов (ПК 8);


Примерная программа дисциплины "ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ"

Модуль 1.

^ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

Макроскопические системы и термодинамический метод их описания. Термическое равновесие системы. Термодинамические переменные. Температура. Интенсивные и экстенсивные величины. Обратимые и необратимые процессы. Уравнения состояния. Уравнение состояния идеального газа, газа Ван-дер-Ваальса. Теорема о соответственных состояниях. Вириальные уравнения состояния.

Теплота и работы различного рода. Работа расширения для различных процессов. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия. Закон Гесса и его следствия. Стандартные состояния и стандартные теплоты химических реакций. Теплота сгорания. Теплоты образования. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Формула Кирхгоффа. Зависимость теплоемкости от температуры и расчеты тепловых эффектов реакций. Таблицы стандартных термодинамических величин и их использование в термодинамических расчетах.

Второй закон термодинамики и его различные формулировки. Энтропия. Уравнение второго начала термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Некомпенсированная теплота Клаузиуса и работа, потерянная в необратимом процессе. Обоснование второго начала термодинамики. Теорема Карно - Клаузиуса. Различные шкалы температур.

Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии при различных процессах. Изменение энтропии изолированных процессов и направление процесса.

Математический аппарат термодинамики. Фундаментальное уравнение

Гиббса. Внутренняя энергия, как однородная функция объема, энтропии и числа молей. Уравнение Гиббса-Дюгема. Термодинамические потенциалы. Соотношения Максвелла и их использование для вывода различных термодинамических соотношений. Уравнение Гиббса – Гельмгольца. Свойства термодинамических потенциалов. Различные формы записи условий термодинамического равновесия. Критерий самопроизвольного протекания процессов.

Связь между калорическими и термодинамическими переменными. Методы вычисления энтропии, внутренней энергии, энтальпии, энергии Гельмгольца и энергии Гиббса.

Химический потенциал. Стандартный химический потенциал. Способы вычисления изменений химического потенциала . Химический потенциал идеального и неидеального газов. Метод летучести. Различные методы вычисления летучести из опытных данных.

^ РАСТВОРЫ, ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ

Растворы различных классов. Различные способы выражения состава раствора. Смеси идеальных газов. Термодинамические свойства газовых смесей. Идеальные растворы в различных агрегатных состояниях и общее условие идеальности растворов.

Давление насыщенного пара жидких растворов. Закон Рауля и закон Генри. Идеальные и неидеальные растворы. Химический потенциал компонента в растворе. Метод активностей. Коэффициенты активности и их определение по парциальным давлениям компонент. Стандартные состояния при определении химических потенциалов компонент в жидких и твердых растворах. Симметричная и несимметричная системы отсчета.

Термодинамическая классификация растворов. Функция смешения для идеальных и неидеальных растворов. Предельно разбавленные растворы, атермальные, регулярные, растворы и их свойства. Парциальные мольные величины и их определение из опытных данных для бинарных систем. Обобщенное уравнение Гиббса - Дюгема.

Гетерогенные системы. Понятие фазы, компонента, степени свободы. Вывод условия фазового равновесия. Вывод условия мембранного равновесия. Правило фаз Гиббса и его вывод.

Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса и его применение к различным фазовым равновесиям. Диаграммы состояния воды, серы, фосфора и углерода. Фазовые переходы первого рода. Фазовые переходы второго рода.

Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах. Коллигативные свойства растворов. Изменение температуры затвердевания различных растворов. Криоскопический метод. Уравнение Шредера. Осмос как пример мембранного равновесия. Уравнения Вант-Гоффа, его термодинамический вывод и область применимости. Равновесие жидкость - пар в двухкомпонентных системах. Равновесные составы пара и жидкости. Различные виды фазовых диаграмм: p-x (T=const), T-x (p=const). Термодинамический вывод законов Гиббса - Коновалова. Разделение веществ путем перегонки. Азеотропные смеси и их свойства.

Диаграммы состояния (плавкости) двухкомпонентных систем и их анализ на основе правила фаз. Расслаивание в двухкомпонентных системах.

Трехкомпонентные системы. Треугольник Гиббса.

^ ХИМИЧЕСКИЕ И АДСОРБЦИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ

Вывод условия химического равновесия. Химическая переменная. Изотерма Вант-Гоффа. Изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца при химической реакции. Химическое сродство. Закон действия масс. Стандартная энергия Гиббса химической реакции. Константа равновесия. Различные виды констант равновесия и связь между ними.

Химические равновесия в растворах. Константы равновесия при различном выборе стандартных состояний для участников реакции. Химическое равновесие в разбавленном растворе. Влияние инертного растворителя.

Зависимость констант равновесия от температуры и давления. Уравнение изобары реакции и его термодинамический вывод. Использование различных приближений для теплоемкостей реагентов при расчетах химических равновесий при различных температурах. Приведенные термодинамические потенциалы. Современные методы расчета равновесных составов.

Третий закон термодинамики. Постулат Нернста. Постулат Планка.

Расчеты абсолютной энтропии химических соединений.

Явления адсорбции. Адсорбент. Адсорбат. Структура поверхности и пористость адсорбента. Виды адсорбции. Локализованная и делокализованная адсорбция. Мономолекулярная и полимолекулярная адсорбция. Определение адсорбции по Гиббсу. Адсорбция из растворов и газовой фазы. Изотермы и изобары адсорбции. Уравнение Ленгмюра, его термодинамический вывод и условия применимости. Уравнение Генри. Константа адсорбционного равновесия.

Полимолекулярная адсорбция, ее приближенное описание методом Брунауэра - Эмета - Теллера (БЭТ). Вывод уравнения БЭТ. Использование уравнения БЭТ для определения поверхности адсорбентов.

Модуль 2

^ ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

Механическое описание молекулярной системы. Фазовые G - и μ-пространства. Функция распределения Максвелла - Больцмана. Ее использование для вычисления средних скоростей и энергий молекул в идеальных газах.

Статистические средние значения макроскопических величин. Метод ячеек Больцмана. Ансамбли Гиббса. Основные постулаты статистической термодинамики. Плотность вероятности (функция распределения) и ее свойства. Микроканонический ансамбль. Канонический ансамбль.

Функция распределения в каноническом ансамбле. Сумма по состояниям как статистическая характеристическая функция. Статистические выражения для основных термодинамических функций - внутренней энергии, энтропии, энергии Гельмгольца, энергии Гиббса, теплоемкости и химического потенциала.

Молекулярная сумма по состояниям и сумм