ПРОГРАММа ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

Применение современных методов микроскопии и спектроскопии для выявления контаминантов окружающей среды

2012 г.

СОГЛАСОВАНО

Представитель работодателя:

, директор научно-производственного центра «Казэкопроект», филиал в г. Астрахань

_________________

подпись

М. П.

УТВЕРЖДЕНА

на заседании Экспертного совета

Протокол № ____ от «____» ____ 20____ г.

РЕКОМЕНДОВАНО

на заседании Координационного совета

Протокол № ____ от «____» ____ 20____ г.

Программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 280711 «Рациональное использование природохозяйственных комплексов»

в соответствии с требованиями работодателей отрасли наноиндустрии.

Разработчики:

, зав. учебно-методическим отделом ГБОУ АО СПО «Астраханский государственный политехнический колледж»

____________

, ст. методист механического отделения ГБОУ АО СПО «Астраханский государственный политехнический колледж»

____________

, методист по воспитательной работе механического отделения ГБОУ АО СПО «Астраханский государственный политехнический колледж»

____________

, методист механического отделения ГБОУ АО СПО «Астраханский государственный политехнический колледж»

____________

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

стр.

4

2. результаты освоения ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

6

3. СТРУКТУРА и содержание профессионального модуля

7

4 условия реализации программы ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

12

5. Контроль и оценка результатов освоения профессионального модуля (вида профессиональной деятельности)

15

1. паспорт ПРОГРАММЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

«Применение современных методов микроскопии и спектроскопии для выявления контаминантов окружающей среды»

1.1. Область применения программы

Программа дополнительного профессионального образования в части освоения основного вида профессиональной деятельности (ВПД):

Применение современных методов микроскопии и спектроскопии для выявления контаминантов окружающей среды

и соответствующих профессиональных компетенций (ПК):

ПК1. Проводить анализ источников поступления наночастиц в окружающую среду и возможные пути миграции наночастиц в окружающей среде.

ПК2. Выбирать методы и соответствующее оборудование для определения контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

ПК3. Применять методы микроскопии и спектроскопии при определении контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

ПК4. Использовать статистические методы обработки данных результатов исследований

Программа может использоваться как МДК при реализации профессионального модуля на получение профессии лаборант химического анализа. В данном случае является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальностям 280711 «Рациональное использование природохозяйственных комплексов»,

Программа может использоваться для реализации рабочих профессий НПО «Лаборант-аналитик», «Лаборант-эколог».

1.2. Цели и задачи программы – требования к результатам освоения программы целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения программы профессиональной подготовки должен:

иметь практический опыт:

выбора оборудования, его подготовки к работе и проведение исследований методами микроскопии и спектроскопии;

сбора, обработки, систематизации, анализа информации об источниках поступления, путях миграции наночастиц в окружающей среде.

применения статистических методов обработки информации, полученной экспериментальным путем;

уметь:

выбирать и эксплуатировать оборудование и приборы контроля содержания контаминантов;

определять наличие и концентрацию контаминантов методами спектроскопии

определять форму контаминантов методом сканирующей зондовой микроскопии

использовать программные средства для обработки экспериментальных данных;

знать:

классификацию контаминантов окружающей среды;

основные источники поступления и пути миграции наночастиц в окружающую среду;

принципы работы сканирующих зондовых микроскопов;

принципиальные схемы спектральных приборов и их основные элементы;

технику проведения анализов методами спектроскопии;

способы построения спектрограмм и их расшифровку;

основы математической статистики.

1.3. Рекомендуемое количество часов на освоение программы:

всего – 144 часов, в том числе:

максимальной учебной нагрузки обучающегося – 108 часов, включая:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося – 72 часов;

самостоятельной работы обучающегося – 36 часов;

производственная практика – 36 часов.

2. результаты освоения ПРОГРАММЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

Результатом освоения программы является владение обучающимися видом профессиональной деятельности изучение загрязнения окружающей среды нанотехнологическими методами на основе фотоспектрометрического анализа, в том числе профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенциями:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Код

Наименование результата обучения

ПК1

Проводить анализ источников поступления наночастиц в окружающую среду и возможные пути миграции наночастиц в окружающей среде.

ПК 2

Выбирать методы и соответствующее оборудование для определения контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

ПК 3

Применять методы микроскопии и спектроскопии при определении контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

ПК 4

Использовать статистические методы обработки данных результатов исследований

ОК 1*

Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявить к ней устойчивый интерес.

ОК 2*

Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество

ОК3*

Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность

ОК4*

Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

ОК 5*

Использовать информационно - коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

ОК 6*

Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями

ОК 7*

Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий

ОК 8*

Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации

ОК 9*

Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности

ОК 10

Владеть информационной культурой, анализировать и оценивать информацию с использованием информационно – коммуникационных технологий

ОК 11

Использовать нормативные правовую базу в своей профессиональной деятельности

* В соответствии с ФГОС по специальности 280711 «Рациональное использование природохозяйственных комплексов», при использовании программы как МДК при реализации профессионального модуля на получение профессии лаборант химического анализа

3.1. Тематический план программы (вариант для СПО)

Коды профессиональных компетенций

Наименования разделов программы

Всего часов

(макс. учебная нагрузка и практики)

Объем времени, отведенный на освоение междисциплинарного курса (курсов)

Практика

Обязательная аудиторная учебная нагрузка обучающегося

Самостоятельная работа обучающегося

Учебная,

часов

Производственная (по профилю специальности),

часов

(если предусмотрена рассредоточенная практика)

Всего,

часов

в т. ч. лабораторные работы и практические занятия,

часов

в т. ч., курсовая работа (проект),

часов

Всего,

часов

в т. ч., курсовая работа (проект),

часов

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ПК 1

Раздел 1. Введение в нанотехнологии

8

8

-

ПК 2,3,4

Раздел 2. Современные методы определения контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

100

64

34

36

Производственная (по профилю специальности), часов (если предусмотрена концентрированная практика)

36

144

72

34

36

Ячейки в столбцах 3, 4, 7, 9, 10 заполняются жирным шрифтом, в 5, 6, 8 - обычным. Если какой-либо вид учебной работы не предусмотрен, необходимо в соответствующей ячейке поставить прочерк. Количество часов, указанное в ячейках столбца 3, должно быть равно сумме чисел в соответствующих ячейках столбцов 4, 7, 9, 10 (жирный шрифт) по горизонтали. Количество часов, указанное в ячейках строки «Всего», должно быть равно сумме чисел соответствующих столбцов 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 по вертикали. Количество часов, указанное в ячейке столбца 3 строки «Всего», должно соответствовать количеству часов на освоение программы профессионального модуля в пункте 1.3 паспорта программы. Количество часов на самостоятельную работу обучающегося должно соответствовать указанному в пункте 1.3 паспорта программы. Сумма количества часов на учебную и производственную практику (в строке «Всего» в столбцах 9 и 10) должна соответствовать указанному в пункте 1.3 паспорта программы. Для соответствия сумм значений следует повторить объем часов на производственную практику по профилю специальности (концентрированную) в колонке «Всего часов» и в предпоследней строке столбца «Производственная, часов». И учебная, и производственная (по профилю специальности) практики могут проводиться параллельно с теоретическими занятиями междисциплинарного курса (рассредоточено) или в специально выделенный период (концентрированно).

3.2. Содержание обучения по программе

Наименование разделов профессионального модуля (ПМ), междисциплинарных курсов (МДК) и тем

Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел 1. Введение в нанотехнологию

8

Тема 1.1. Общие представления о нанотехнологии

Содержание учебного материала

История развития нанотехнологий. Место нанотехнологий среди других наук.

Применение наносистем в медицине, химической промышленности, строительстве, энергетике, машино - и приборостроении. Перспективы применения нанотехнологий в области охраны окружающей среды.

4

2

Наночастицы. Понятие наночастицы, свойства наночастиц, природные наноматериалы (белки, нуклеиновые кислоты). Основные типы наносистем. Нанотрубки и фуллерены. Технология исследования и изготовления наносистем.

Тема 1.2. Источники поступления и пути миграции наночастиц в окружающую среду

Содержание учебного материала

4

2

Контаминанты окружающей среды. Природные источники. Антропогенные источники. Ненамеренные источники. Производство наноматериалов. Нанопорошки. Сконструированные нанообъекты. Работа с наноматериалами.

Пути поступления наночастиц в живые организмы. Пути миграции наночастиц в организме человека. Разовое поступление частиц в организм. Периодическое поступление. Накапливание в органах и тканях. Доза наночастиц.

Раздел 2. Современные методы определения контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

64

Тема 2.1. Сканирующая зондовая микроскопия

Содержание учебного материала

10

Принципы работы сканирующих зондовых микроскопов. Сканирующие элементы (сканеры) зондовых микроскопов. Защита зондовых микроскопов от внешних воздействий.

6

Методы сканирующей зондовой микроскопии (сканирующий туннельный микроскоп, атомно-силовая микроскопия, магнитно-силовая микроскопия). Преимущества и недостатки сканирующей микроскопии по отношению к другим методам.

Лабораторные работы

4

1.  Сканирующая зондовая микроскопия: получение трехмерного изображения

2.  Исследование объектов наномерного размера с помощью сканирующего зондового микроскопа.

Тема 2.2. Спектроскопические методы исследования окружающей среды

Содержание учебного материала

38

Спектрофотометрический метод анализа. Атомно-абсорбционная спектрофотометрия. Фотоколориметрический метод анализа в нанотехнологии. Происхождение молекулярных спектров поглощения. Аппаратура и техника фотометрических измерений. Чувствительность методов. Погрешность определения.

6

3

Спектрофотометр атомно-абсорбционный «Формула ФМ 400». Принцип работы, настройка, задача параметров, установка значения длины волны. Техника проведения анализов методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

4

Спектрофотометр «UNIKO 1200/1201». Принцип работы, настройка, задача параметров, установка значения длины волны. Техника проведения качественного и количественного анализов.

4

Лабораторные работы

1.  Фотометрическое определение йода в буровых водах

2.  Определение массовой концентрации ионов железа (II) в почвенной вытяжке

3.  Определение массовой концентрации АПАВ в сточных водах

4.  Определение массовой концентрации общего железа в природных водах

5.  Определение массовой концентрации ионов кобальта в природных водах

6.  Определение массовой концентрации ионов марганца (II) в почвенной вытяжке

7.  Определение массовой концентрации ионов никеля в сточных водах

8.  Определение массовой концентрации ионов нитрат-ионов в природных водах

9.  Определение массовой концентрации фенола в сточных водах

10.  Определение массовой концентрации ионов фосфат-ионов в почвенной вытяжке

11.  Определение массовой концентрации ионов аммония в природных водах

24

Тема 2.3. Статистические методы обработки данных

Содержание учебного материала

16

Математическая статистика. Генеральная и выборочная совокупности. Понятие выборки.

8

Статистическое распределение выборки. Функция распределения. Графическое представление статистического распределения

Числовые характеристики статистического распределения.

Метод наименьших квадратов. Уравнение регрессии

Практические работы

8

Интерфейс программы обработки статистических данных (Excel, Statistica). Ввод экспериментальных данных

Статистическая обработка результатов определения массовой доли

Оценка оптимальных параметров по методу наименьших квадратов

Проведение расчетов при фотометрическом анализе смеси двух компонентов

Самостоятельная работа при изучении раздела ПМ

36

Систематическая проработка конспектов занятий, учебной и специальной технической литературы (по вопросам к параграфам, главам учебных пособий, составленным преподавателем).

Подготовка к практическим работам с использованием методических рекомендаций преподавателя, оформление практических работ, отчетов и подготовка к их защите.

Производственная практика (по профилю специальности)

Виды работ

36

1.  Работа с объектами наномерного размера с помощью сканирующего зондового микроскопа.

2.  Проведение качественного анализа различных компонентов окружающей среды на присутствие (заданных) элементов методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

3.  Проведение анализа объектов окружающей среды на выявление контаминантов с помощью спектрофотометра UNICO 1200/1201.

Статистическая обработка результатов проведения анализа

Всего

144

Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:

1 – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

2 – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством);

3 – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач).

4. условия реализации программы

4.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы предполагает наличие учебных кабинетов «Химических основ экологии»; лабораторий «Химико-аналитической», «Информатики и информационных лабораторий».

Оборудование учебного кабинета «Химические основы экологии»:

–  посадочные места по количеству обучающихся;

–  рабочее место преподавателя;

–  учебно-методический комплекс «Химия».

Технические средства обучения:

–  проектор;

–  экран;

–  компьютер;

–  программное обеспечение:

–  Microsoft Office Standard 2007;

–  Microsoft Windows XP Professional;

–  Архиватор WinRAR;

–  Антивирус Касперского 6.0 для Windows Workstations;

–  Adobe Reader 8.

Оборудование лаборатории «Химико-аналитической»:

-  посадочные места по количеству обучающихся;

-  рабочее место преподавателя;

-  раздаточный материал для лабораторно-практических работ (реактивы, оборудование);

-  сканирующий зондовый микроскоп NanoEducator;

-  спектрофотометр атомно-абсорбционный «Формула ФМ 400»;

-  спектрофотометр «UNIKO 1200/1201»;

-  фотоколориметр 2020;

-  аналитические весы;

-  магнитная мешалка;

-  аквадистилятор.

Технические средства обучения:

–  проектор;

–  экран;

–  компьютер;

–  программное обеспечение:

–  Microsoft Office Standard 2007;

–  Microsoft Windows XP Professional;

–  Архиватор WinRAR;

–  Антивирус Касперского 6.0 для Windows Workstations.

–  Adobe Reader 8.

Оборудование лаборатории «Информатики и информационных лабораторий»:

-  посадочные места по количеству обучающихся;

-  рабочее место преподавателя;

Технические средства обучения:

–  проектор;

–  интерактивная доска;

–  компьютер;

–  программное обеспечение:

–  Microsoft Office Standard 2007;

–  Microsoft Windows XP Professional;

–  Архиватор WinRAR;

–  Антивирус Касперского 6.0 для Windows Workstations.

–  Adobe Reader 8;

–  STATISTICA.

4.2. Участники и механизм сетевого взаимодействия

Учебные заведения высшего и среднего профессионального образования, а также предприятия специализирующиеся в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды:

·  ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет»

·  ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»

·  Научный производственный центр «Казэкопроект»

·  «Биодельта»

Сетевое взаимодействие образовательных учреждений представляет собой совместную деятельность, обеспечивающую освоение программы дополнительной профессиональной подготовки с использованием ресурсов учреждений, входящих в состав межрегионального отраслевого ресурсного центра (МОРЦ).

В рамках сетевого взаимодействия обеспечивается:

-возможность осуществления перемещений обучающихся и преподавателей образовательных учреждений (организаций), входящих в МОРЦ;

-экономическая эффективность сетевого взаимодействия, в рамках МОРЦ;

-возможность организации зачета результатов по учебным курсам и образовательным программам;

-возможность использования ресурсов МОРЦ: материально-технических, методических, информационных, кадровых.

4.3. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1.  Аналитическая химия /под ред. Ищенко, А. А./, М.: Academia, 2008, стр. 320, ISBN: -X, гриф МО

2.  Белюстин, А. А., Булатов, М. И., Дробышев, химия, т.1 Методы идентификации и определения веществ, М.: Academia, 2008, стр. 576 с ил., ISBN: 3954-1, гриф УМО по классическому университетскому образованию

3.  Жебентяев, А. И., Жерносек, А. К., Талуть, химия. Химические методы анализа. М.: Новое знание, 2010, стр. 542. ISBN: -155-2

4.  Золотов, Ю. А., Вершинин, и методология аналитической химии /2-е изд., стер./, М.: Academia, 2008, стр. 464 с ил., ISBN: 4773-7, гриф УМО по классическому университетскому образованию

5.  Карпов, пробоотбора и пробоподготовки, М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010, стр.243, ISBN: -081-3

6.  Кристиан, химия в 2 т., М.: Бином, лаборатория базовых знаний, 2009, ISBN: -391-0

7.  Мак-Махон, Дж. Аналитические приборы /пер. с англ./ М.: Профессия, 2009, стр. 352 с ил., ISBN: -193-3

8.  Периодическая система химических элементов Менделеева. Растворимость кислот, оснований и солей. М.: АСТ, 2009, стр. 1. ISBN: 6643-5

9.  Саенко, химия, М.: Феникс, 2011, стр. 287 с ил. ISBN: 7742-6, гриф МО РФ

10.  Хаханина, химия. т.1. М.: Юрайт, 2010, стр. 278., ISBN: 0132-0

11., , Соколов вероятностей и математическая статистика: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2009.

12.Письменный лекций по теории вероятностей и математической статистике. – М.: Айрис-пресс, 2009.

Дополнительная:

1.  , , Шеховцова химия. М. МГУ, 20с.

2.  Гусев материалы. – М.: Физмат-лит: МАИК Наука, 2001. – 222с.

3.  Крешков аналитической химии в 3-х томах, - М.: Химия, 1981

4.  Кудрявцев химических уравнений, - М.: ВШ, 1991

5.  Основы качественного и количественного анализа. М.: Мир, 1997.

6.  Логинов химия. – М.: Просвещение, 1979

7.  Лурье по аналитической химии, - М.: Химия, 1989

8.  Мурашова химический дробный анализ, - М., 1976

9.  Основы аналитической химии. Под ред. . Т.1, 2. М.: Высшая школа, 2009.

10.  Пискарева химия, - М.: ВШ, 1994

11.  Нанотехнологии. – Москва: техносфера, 2004. – 328с.

12.  Основы аналитической химии. Т.1, 2. М.: Мир, 2009

13.  Количественный анализ. М.: Мир, 2008.

14.  Шаскольская , - М.: Наука, 1985

Интернет - ресурсы

***** Федеральный интернет-портал "Нанотехнологии и наноматериалы"

***** Единый федеральный интернет-ресурс по нанотехнологиям

***** Нанотехнологии

4.4. Общие требования к организации образовательного процесса

Организация образовательного процесса осуществляется в соответствии с образовательной программой дополнительной профессиональной подготовки и расписанием учебных занятий для специальности.

В целях реализации компетентностного подхода, необходимо использование в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, разбора конкретных ситуаций и т. п.) в сочетании с самостоятельной работой для формирования и развития общих и профессиональных компетенций обучающихся. Основными видами учебных занятий являются практические занятия семинары, и д. р.

При работе над учебно-исследовательскими работами и проектами обучающимся оказываются консультационная помощь.

Освоение данной программы осуществляется как на учебно-лабораторной базе колледжа, так и на производственных площадках предприятий социальных партнеров.

Изучение программы «Применение современных методов микроскопии и спектроскопии для выявления контаминантов окружающей среды» базируется на знаниях дисциплин: «Химические основы экологии», «Аналитическая химия».

Оценивание качества освоения программы осуществляется путем текущего и рубежного контроля успеваемости, промежуточной аттестации, экспертной оценки деятельности, наблюдения. Обязательной формой промежуточной аттестации является экзамен. Условием допуска к экзамену является успешное освоение обучающимися всех элементов программы. Экзамен (квалификационный) проводится по окончании освоения программы дополнительной профессиональной подготовки и представляет собой форму независимой оценки результатов обучения с участием работодателей.

4.5. Кадровое обеспечение образовательного процесса

Требования к квалификации педагогических (инженерно-педагогических) кадров, обеспечивающих обучение по междисциплинарному курсу (курсам): наличие высшего профессионального образования, соответствующего профилю программы «Применение современных методов микроскопии и спектроскопии для выявления контаминантов окружающей среды» и специальности «Рациональное использование природохозяйственных комплексов».

Инженерно-педагогический состав: дипломированные специалисты – преподаватели междисциплинарных курсов, а также общепрофессиональных дисциплин: «Химические основы экологии», «Аналитическая химия», обязательные стажировки в профильных организациях не реже 1-го раза в 3 года.

5. Контроль и оценка результатов освоения МДК

(вида профессиональной деятельности)

Результаты

(освоенные профессиональные компетенции)

Основные показатели оценки результата

Формы и методы контроля и оценки

Проводить анализ источников поступления наночастиц в окружающую среду и возможные пути миграции наночастиц в окружающей среде.

анализ и классификация источников загрязнения

определение особенностей миграции наночастиц в окружающей среде

- защита лабораторно -

практических работ

- решение

профессионально-ориентировнных задач

- наблюдение и интерпретация результатов деятельности обучающегося в процессе освоения образовательной программы

Экзамен квалификационный

Выбирать методы и соответствующее оборудование для определения контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

демонстрация навыков правильной эксплуатации приборной базы;

выполнение качественного и количественного анализа

проб объектов окружающей природной среды

освоение техники микроскопии

получение СЗМ изображения, обработка и представление экспериментальных результатов

Применять методы микроскопии и спектроскопии при определении контаминантов окружающей среды в нанодиапазоне

Использовать статистические методы обработки данных результатов исследований

- выбор и использование пакетов прикладных программ для математической обработки статистических данных

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения должны позволять проверять у обучающихся не только сформированность профессиональных компетенций, но и развитие общих компетенций и обеспечивающих их умений.

Результаты

(освоенные общие компетенции)

Основные показатели оценки результата

Формы и методы контроля и оценки

Владеть информационной культурой, анализировать и оценивать информацию с использованием информационно – коммуникационных технологий

- работа на оборудовании с ПК и программно-аппаратными комплексами

эффективный поиск необходимой информации;

Наблюдение и экспертная оценка результатов деятельности обучающегося в процессе освоения образовательной программы

Использовать нормативные правовую базу в своей профессиональной деятельности

использование современных информационно-поисковых и интеллектуальных систем для анализа и синтеза управленческих решений