Примерная основная образовательная программа высшего профессионального образования. Направление подготовки 010900 «Прикладные математика и физика» (стр. 1 )

«Утверждаю»

Председатель Совета УМО

Ректор МФТИ (ГУ)

«___» ________________2011г.

Примерная основная образовательная программа высшего профессионального образования

Направление подготовки 010900 «Прикладные математика и физика»

Профиль «Физика атомного ядра, элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий»

Квалификация (степень) выпускника Бакалавр

Нормативный срок освоения программы по очной форме обучения –

4 года

Содержание

1. Общие положения. 3

2. Требования к результатам освоения основной образовательной программы.. 4

3. Структура и содержание профиля. 7

4. Условия реализации профиля по направлению.. 10

5. Примерный учебный план. 11

6.Аннотации программ учебных дисциплин профиля. 14

6.1. Аннотация примерной программы дисциплины «Прохождение заряженных частиц и квантов света через вещество». 14

6.2. Аннотация примерной программы дисциплины «Вычислительные методы экспериментальной и теоретической физики». 18

6.3. Аннотация примерной программы дисциплины «Основы физики и техники ускорения заряженных частиц » 22

6.4. Аннотация примерной программы дисциплины «Введение в физику элементарных частиц» 26

6.5. Аннотация примерной программы дисциплины «Основы экспериментальной физики элементарных частиц» 30

6.6. Аннотация примерной программы дисциплины «Компьютерное моделирование ядерно-физических процессов». 34

1. Общие положения

Примерная основная образовательная программа высшего профессионального образования бакалавриата, реализуемая по направлению подготовки 010900 «Прикладные математика и физика» и профилю подготовки «Физика атомного ядра, элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий» (далее – ООП ВПО), представляет собой систему документов, разработанную и утвержденную в УМО ГОУ ВПО МФТИ (ГУ) с учетом потребностей регионального рынка труда на основе федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 010900 «Прикладные математика и физика».

Примерная ООП ВПО регламентирует цели, ожидаемые результаты, содержание, условия и технологии реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки выпускника по данному направлению подготовки и включает в себя: общие положения, требования к выпускнику, примерный учебный план, аннотации рабочих программ учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей) и другие материалы, обеспечивающие качество подготовки обучающихся.

Нормативно-правовую базу разработки ООП ВПО составляют:

·  Федеральные законы Российской Федерации: «Об образовании» (от 01.01.01 года № 000-1) и «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» (от 01.01.01 года );

·  Федеральные законы Российской Федерации: «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части изменения понятия и структуры государственного образовательного стандарта» (от 1 декабря 2007 года № 309-ФЗ) и «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации (в части установления уровней высшего профессионального образования)» (от 01.01.01 года № 232-ФЗ);

·  Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении), утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 01.01.01 года № 71 (далее – Типовое положение о вузе);

·  Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подготовки 010900 «Прикладные математика и физика» (бакалавриата), утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации;

·  Нормативно-методические документы Минобрнауки России.

Срок освоения ООП в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению 4 года.

Трудоемкость освоения студентом ООП в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению 240 зачетных единиц, включая все виды аудиторной и самостоятельной работы студента, практики и время, отводимое на контроль качества освоения студентом ООП.

2. Требования к результатам освоения основной образовательной программы

Профиль направлен на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций (ОК и ПК):

Коды компетенций	Название компетенции
1	2
ОК - общекультурные компетенции профиля
ОК-1	владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке целей и выбору путей её достижения
ОК-2	умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, способность формировать и аргументировано отстаивать собственную позицию, анализировать последствия научной, производственной и социальной деятельности
ОК-3	готовность к творческому взаимодействию с коллегами по работе в научном коллективе, способность и умение выстраивать межличностное взаимодействие, соблюдая уважение к товарищам и проявляя терпимость к иным точкам зрения
ОК-4	способность находить организационно-управленческие решения в нестандартных ситуациях и готовность нести за них ответственность
ОК-5	умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности
ОК-6	стремление к саморазвитию, повышению квалификации, готовность устранять пробелы в знаниях и осуществлять самостоятельное обучение в контексте непрерывного образования, способность осваивать новую проблематику, язык, методологию и научные знания в избранной предметной области
ОК-7	умение критически оценивать свои достоинства и недостатки, намечать пути и выбирать средства развития достоинств и устранения недостатков
ОК-8	осознание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности
ОК-9	способность комплексно анализировать социально-значимые проблемы и процессы, умение использовать на практике фундаментальные знания, основные положения и методы математики, физики, других естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук в различных видах социальной и профессиональной деятельности при решении теоретических и практических (прикладных) социальных и профессиональных задач
ОК-10	осознание сущности и значения информации в развитии современного общества; осознание опасностей и угроз, возникающих в этом процессе, соблюдение основных требований информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны
ОК-11	владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации и навыками работы с компьютером как средством управления информацией
ОК-12	способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях
ОК-13	способность обнаруживать определенные связи, новые точки зрения в предметах обсуждения, интегрировать имеющиеся знания в исследованиях и разработках, обосновывать целесообразность их проведения
ОК-14	готовность осуществлять письменную и устную коммуникацию на русском и английском, владение одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного
ОК-15	владение основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий
ОК-16	готовность к изменению вида и характера своей профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами
ОК-17	готовность понимать и анализировать экономические проблемы и общественные процессы, быть активным субъектом экономической деятельности
ОК-18	владение средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, готовность к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности
ПК - профессиональные компетенции профиля
ПК - 1	умение формализовать и решать отдельные части нестандартной задачи в общей постановке
ПК - 2	понимание важности воздействия внешних факторов, способность их учёта в ходе исследований и разработок
ПК - 3	готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в физике, химии, экологии, других естественных и социально-экономических науках
ПК - 4	готовность выявить сущность задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь соответствующий физико-математический аппарат для их решения
ПК - 5	владение базовой лексикой и основной терминологией по направлению подготовки, готовность к подготовке и редактированию текстов профессионального и социально-значимого содержания на русском и английском языках
ПК - 6	способность самостоятельно работать на компьютере на уровне квалифицированного пользователя, применять информационно-коммуникационные технологии для обработки, хранения, представления и передачи информации с использованием универсальных пакетов прикладных программ, знание общих подходов и методов по совершенствованию информационно-коммуникационных технологий
ПК - 7	готовность представлять планы и результаты собственной деятельности с использованием различных средств, ориентируясь на потребности аудитории, в том числе в форме отчётов, презентаций, докладов на русском и английском языках
ПК - 8	готовность работать с исследовательским и испытательным оборудованием, приборами и установками в избранной предметной области
ПК - 9	способность планировать и проводить простые эксперименты и исследования, выполнять проекты и задания
ПК - 10	готовность брать на себя ответственность за качество и результаты своей деятельности
ПК - 11	знание и понимание физических подходов и методов выявления структуры объектов и связи явлений в природе, технике и технологиях
ПК - 12	знание и понимание теории и методов применения математики и информатики для построения качественных и количественных моделей в науке, технике и технологиях
ПК - 13	способность определять (под руководством научного руководителя) перспективные направления научной, технической или инновационной деятельности, выбирать (под руководством научного руководителя) актуальные проблемы в избранной предметной области для решения с использованием физических подходов и/или математических методов, предлагать методы для решения конкретных исследовательских и/или инновационных задач
ПК - 14	способность эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения прикладных математических и физических исследований, направленных на решение физико-технических, естественнонаучных, экономических и иных задач
ПК - 15	способность применять на практике приёмы составления научно-технических отчётов, обзоров и пояснительных записок
ПК - 16	способность применять на практике базовые профессиональные знания теории и методов математических и физических исследований, направленных на решение инженерных, технических, экономических, экологических, информационных и технологических инновационных задач
ПК - 17	способность понимать, излагать и критически анализировать получаемую информацию и представлять результаты прикладных математических, физических исследований, направленных на решение инженерных, технических, социально-экономических, информационных технологических инновационных задач
ПК - 18	способность понимать принципы составления проектов работ в области прикладных математики и физики, иметь представление об экономических аспектах проектной деятельности
ПК - 19	умение участвовать в разработке и реализации проектов исследовательской и инновационной направленности в команде исполнителей
ПК - 20	владение навыками ведения научно-технической, производственной и другой служебной документации по установленной форме
ПК – 21	готовность участия в выполнение работ по стандартизации, по подготовке к сертификации оборудования, объектов новой техники и других технических средств, алгоритмов и программных продуктов, по подготовке материалов для защиты объектов интеллектуальной собственности
ПК-22	готовность к организационно-управленческой работе с малыми коллективами

Результатом освоения ООП ВПО профиля «Физика атомного ядра, элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий» является подготовка выпускника к профессиональной работе в различных областях интеллектуальной деятельности: науке, промышленности, управлении, экономике, экологии, здравоохранении, в научно-исследовательских организациях, учреждениях системы высшего и среднего профессионального образования.

Студент овладеет следующими видами профессиональной деятельности: исследовательской, аналитической, проектной, опытно-конструкторской, инновационной, производственно-технологической и организационно-управленческой деятельностью в физике, математике, технике, использующую подходы, модели и методы математики и физики.

3. Структура и содержание профиля

Код УЦ ООП	Учебные циклы, разделы и проектируемые результаты их освоения	Трудоемкость (Зачетные единицы)	Перечень дисциплин для разработки примерных программ, а так же учебников и учебных пособий	Коды форми- руемых компе- тенций
	Профиль «Физика атомного ядра, элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий»
	С целью овладения профессиональными компетенциями студент в ходе освоения Профиля должен: знать: - основные закономерности прохождения ионизирующего излучения через вещество; - соотношения между пробегом тяжелых частиц и их энергией; - связь между потерями энергии и ионизацией; - методы расчета интенсивности и углового распределения излучения, испускаемого быстрыми электронами; - методы расчета сечений поглощения гамма-квантов, обусловленных различными механизмами; - роль уравнений газовой динамики в физике и в развитии вычислительных методов; - решение конечно-разностных схем на примере простейшего уравнения переноса; - определение устойчивости схем по нейману и критерий куранта; - методы численного решения уравнений газовой динамики различных типов; - численные методы решения нелинейного уравнения теплопроводности; - методы молекулярной динамики моделирования физических процессов; - методы компьютерной обработки результатов измерений в экспериментальной физике; - элементы теории испытания статистических гипотез; - методы решения обратных задач экспериментальной физики; - обратное преобразование Абеля; - физические основы ускорения заряженных частиц; - основные типы ускорителей и их особенности; - классификацию ускорителей; - принципы работы накопительных установок; - методы формирования магнитного поля; - методы диагностики пучка и системы управления ускорителями; - коллективные методы ускорения; - классификацию частиц; - особенности измерений импульсных процессов; - кинематические ограничения в реакциях взаимодействия элементарных частиц; - составную структуру адронов; - связь вероятности процесса с матричными элементами s-матрицы; - описание процессов взаимодействия с помощью диаграмм Фейнмана; - основы электрослабой теории Вайнберга-Салама; - взаимодействие лептонов с нуклонами в партонной модели; - понятие о суперсимметрии; - классификацию элементарных частиц; - квантовые числа, времена жизни, моды распада элементарных частиц; - основные закономерности прохождения заряженных и нейтральных частиц через вещество; - принципы детектирования элементарных частиц; - характеристики детекторов частиц различного типа; - методы измерения массы нейтрино, осцилляций нейтрино и распада протона; - методы обработки результатов измерений; - характеристики случайных величин; - методы генерации на ЭВМ случайных величин с заданным законом распределения; - методы моделирования многомерных случайных величин, приближенные и табличные методы генерации; - схемы вычислений по методу Монте-Карло; - схемы статистического моделирования ядерно-физических процессов; - основные характеристики программ, применяемых в ядерно-физических исследованиях для моделирования ядерных реакций и прохождения частиц через вещество. уметь: -  абстрагироваться от несущественных влияний при моделировании реальных физических ситуаций; -  видеть в технических задачах физическое содержание; -  выяснить источники погрешностей проведённых измерений и рассчитать погрешность окончательных результатов; -  делать качественные выводы при переходе к предельным условиям в изучаемых проблемах; -  делать правильные выводы из сопоставления результатов теории и эксперимента; -  оценить вычислительные вязкости и дисперсии на примере разностных схем; -  планировать оптимальное проведение сложного эксперимента; -  получить наилучшие значения измеряемых величин и правильно оценить степень их достоверности; -  пользоваться различной техникой построения граничных условий в областях со сложной геометрией; -  пользоваться справочной литературой научного и прикладного характера для быстрого поиска необходимых физико-химических данных и понятий; -  производить численные оценки по порядку величины; -  работать на современном, в том числе и уникальном экспериментальном оборудовании; -  численно решать нелинейные уравнения параболического и гиперболического типа. владеть: -  культурой постановки и моделирования физических задач; -  навыками грамотной обработки результатов опыта и сопоставления их с расчетными данными; -  навыками освоения большого объёма информации; -  навыками применения ускорителей для физических исследований; -  навыками самостоятельного моделирования ядерно-физических процессов; -  навыками самостоятельного расчета длин пробегов ионизирующего излучения в различных веществах; -  навыками самостоятельного расчета оптимальных схем детектирования частиц; -  навыками самостоятельного расчета параметров ускорителей; -  навыками самостоятельного численного моделирования различных физических задач; -  навыками самостоятельной работы в лаборатории на сложном экспериментальном оборудовании; -  основными методами расчета характеристик взаимодействия элементарных частиц; -  элементарными навыками работы в современной физической лаборатории.	50	1.  «Прохождение заряженных частиц и квантов света через вещество»; 2.  «Вычислительные методы экспериментальной и теоретической физики»; 3.  «Основы физики и техники ускорения заряженных частиц »; 4.  «Введение в физику элементарных частиц»; 5.  «Основы экспериментальной физики элементарных частиц»; 6.  «Компьютерное моделирование ядерно-физических процессов».	ОК-1 ОК-2 ОК-3 ОК-4 ОК-5 ОК-6 ОК-7 ОК-8 ОК-9 ОК-10 ОК-11 ОК-12 ОК-13 ОК-14 ОК-15 ОК-16 ОК-17 ОК-18 ПК-1 ПК-2 ПК-3 ПК-4 ПК-5 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

4. Условия реализации профиля по направлению

4.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению