Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный авиационный технический УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ Руководитель образовательного проекта ___________________ «____»_________________ 2010 г. |
Образовательная программа
повышения квалификации
«Оборудование и технология электрохимического структурирования поверхностей деталей» для преподавателей вузов,
осуществляющих образовательную деятельность по подготовке специалистов в области наноиндустрии
Уфа 2010
Содержание
1. Введение 2. Цель программы | 3 3 |
3. Требования к структуре образовательной программы | 4 |
4. Описание и обоснование содержание дисциплин | 5 |
5. Требования к уровню подготовки выпускника по программе | 7 |
6. Структура учебно-методического комплекса | 10 |
1. Введение
Образовательная программа «Оборудование и технология электрохимического структурирования поверхностей деталей» предназначена для повышения квалификации преподавателей ВУЗов, осуществляющих подготовку кадров для организаций и предприятий, работающих в сфере наноиндустрии.
За счет включения в состав программы повышения квалификации новейших результатов научных исследований, проводимых в университете, достигается опережающее содержание предметной подготовки по отношению к существующему уровню развития техники и технологий.
Высокая эффективность учебных занятий обеспечивается применением: активных и интерактивных форм организации аудиторной работы слушателей; современных образовательных технологий, а также инновационного учебно-методического обеспечения (электронных образовательных ресурсов и уникального учебно-лабораторного оборудования).
2. Цель образовательной программы
Целью образовательной программы является повышение квалификации преподавателей ВУЗов, осуществляющих образовательную деятельность по подготовке специалистов в области наноиндустрии, для кадрового обеспечения организаций и предприятий, осуществляющих деятельность в сфере разработки и использования оборудования и технологий электрохимической обработки наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности при изготовлении прецизионных деталей высокотехнологичных отраслей промышленности, для создания и развития кадрового потенциала наноиндустрии Российской Федерации.
3. Требования к структуре образовательной программы
Структурно образовательная программа состоит из учебного плана и учебно-методических комплексов по дисциплинам, содержание которых направлено на формирование у слушателей конкретных базовых и профессиональных компетенций.
Учебный план программы включает в себя 3 дисциплины с общей трудоемкостью 78 часов, из них
аудиторная работа – 72 часа;
самостоятельная работа слушателей – 6 часов;
итоговое компьютерное тестирование.
Программа предусматривает изучение следующих дисциплин:
- «Введение в нанотехнологии»;
- «Технология электрохимического субмикронного и нанометрического структурирования поверхности деталей»;
- «Электрохимические станки для прецизионного изготовления деталей из наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности».
По окончании обучения проводится итоговая аттестация в форме компьютерного тестирования, по результатам которого выдается удостоверение государственного образца.
4. Описание и обоснование содержания дисциплин
Дисциплина «Введение в нанотехнологии» нацелена на ознакомление слушателей с общими представлениями о методах и инструментах нанотехнологий, основных достижениях и перспективных направлениях использования нанотехнологий в производстве, социально-экономических последствиях развития нанотехнологий. Данная дисциплина является основой для изучения остальных дисциплин образовательной программы, позволяет сформировать у слушателей базовые компетенции в области нанотехнологий, наноструктурирования объема и поверхности металлических материалов.
Объем дисциплины – 16 часов (22 % от общей аудиторной нагрузки учебного плана).
Дисциплина «Технология электрохимического субмикронного и нанометрического структурирования поверхности деталей» нацелена на формирование у слушателей профессиональных компетенций в области разработки электрохимической технологии субмикронного и нанометрического структурирования поверхности деталей и прецизионной обработки деталей из наноструктурированных материалов.
Данная дисциплина раскрывает: особенности технологии прецизионной электрохимической обработки деталей из сталей, сплавов и наноструктурных материалов; технологии электрохимической обработки наноструктурированных металлов и сплавов, полученных методами интенсивной пластической деформации и нанопорошковых спеченных сталей и сплавов; особенности обрабатываемости наиболее распространенных групп материалов, используемых в технике (конструкционные стали, титан и его сплавы, мателлокерамика, никелевые сплавы и др.). Дается описание феноменологии микроимпульсной биполярной электрохимической обработки с осциллирующим электродом-инструментом, реализуемой на прецизионных электрохимических станках серии «ЕТ» .
Объем дисциплины – 36 аудиторных часов (50 % от общей аудиторной нагрузки).
Дисциплина «Электрохимические станки для прецизионного изготовления деталей из наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности» нацелена на формирование у слушателей профессиональных компетенций в области конструирования электрохимических станков для прецизионного изготовления деталей из объемных наноматериалов и нанометрического структурирования поверхности.
Данная дисциплина раскрывает особенности проектирования электрохимических станков, основное внимание уделяется проектированию и принципам функционирования основных узлов и систем станка серии «ЕТ», автоматизированному управлению электрохимических станков для обработки с субмикронной точностью, а также проектированию цехов и участков электрохимического производства.
Объем дисциплины – 22 аудиторных часов (28 % от общего количества аудиторной нагрузки).
Содержание дисциплин, трудоемкость и компетенции, приобретаемые слушателями, представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Образовательные результаты, полученные после освоения образовательной программы
Наименование дисциплины | Общая трудоемкость | Перечень тем (краткое содержание дисциплины) | Компетенции |
Введение в нанотехнологии | 18 | Введение в нанотехнологии; получение объемных наноструктурных металлических материалов методом интенсивной пластической деформации; наноструктурирование поверхности ионно-плазменными методами | – Cпособность ориентироваться в мире нанотехнологий, наноструктурирования объема и поверхности металлических материалов. |
Технология электрохимического субмикронного и нанометрического структурирования поверхности деталей | 38 | История становления и развития ЭХО; физический принцип и механизм ЭХО, классификация технологических схем и способов ЭХО; электродные процессы, электродные потенциалы и методы их измерения, особенности поляризации электродов импульсами биполярного тока микро - и наносекундной длительности; прецизионная ЭХО биполярными импульсами микро - и наносекундного диапазона длительностей с вибрирующим ЭИ; основные закономерности и выходные технологические показатели импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ; области эффективного применения прецизионной ЭХО в различных отраслях промышленности; методы оценки степени локализации процесса ЭХО и пути её повышения для условий субмикронного копирования; особенности ЭХО деталей из объёмных наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности; полуэмпирическая математическая модель импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ в локально-одномерном приближении; основы технологии электрохимического формирования макрорельефов и регулярных микрорельефов; технико-экономические аспекты технологии ЭХО; методика разработки технологии ЭХО; проектирование технологической оснастки для операций ЭХО. | – Способность использовать новую информацию об особенностях технологии прецизионной электрохимической обработки деталей из сталей, сплавов и наноструктурных материалов – Способность производить обработку деталей на прецизионных электрохимических станках серии ЕТ. |
Электрохимические станки для прецизионного изготовления деталей из наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности | 22 | Введение. Структура, функции и технологические возможности станков для прецизионной электрохимической обработки; особенности конструкции несущей системы электрохимических станков серии ЕТ; вспомогательные системы электрохимического станка серии ЕТ; особенности прецизионных электрохимических станков. общие сведения о системе управления электрохимическим станком; источники технологического тока электрохимических станков серии ЕТ; описание структуры и интерфейса системы управления электрохимического станка серии ЕТ. | – Способность использовать новую информацию об основных особенностях электрической системы прецизионных электрохимических копировально-прошивочных станков серии «ЕТ»; – Способность использовать новую информацию об условиях эксплуатации, особенностях конструкции и технологических возможностях прецизионных электрохимических станков серии ЕТ; – Способность использовать новую информацию об основных особенностях вспомогательных систем электрохимических станков серии «ЕТ». |
Итого общая трудоемкость | 78 | ||
Из них аудиторная работа | 72 |
5. Требования к уровню подготовки слушателя по программе
В результате изучения полного курса дисциплин образовательной программы повышения квалификации
слушатель должен ЗНАТЬ:
в области нанотехнологий:
1. Перспективные направления развития нанотехнологий;
2. Основы технологических процессов наноструктурирования объема и поверхности.
в области технологии электрохимической обработки деталей из наноструктурированных материалов:
1. Историю становления и развития ЭХО;
2. Физический принцип и механизм ЭХО;
3. Классификацию технологических схем и способов ЭХО, их преимущества и недостатки;
4. Теорию двойного электрического слоя;
5. Методы измерения электродных потенциалов, их преимущества и недостатки;
6. Характеристику технологической схемы ЭХО вибрирующим ЭИ биполярными импульсами микро - и наносекундного диапазона длительностей;
7. Основные закономерности и выходные технологические показатели импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ;
8. Области эффективного применения прецизионной ЭХО в различных отраслях промышленности;
9. Методы оценки степени локализации процесса ЭХО и пути её повышения для условий субмикронного копирования;
10. Особенности ЭХО деталей из объёмных наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности;
11. Основы технологии электрохимического формирования макрорельефов и регулярных микрорельефов;
12. Методику разработки технологии ЭХО.
в области создания электрохимических станков для прецизионного изготовления деталей из наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности:
1. Структуру, функции и конструктивные особенности электрохимического станка и его электронное оборудование;
2. Структуру электрической системы прецизионных электрохимических копировально-прошивочных станков серии ЕТ;
3. Конструктивные особенности вспомогательных систем электрохимических станков серии ЕТ.
УМЕТЬ:
в области нанотехнологий:
1. Уметь выявлять особенности структуры и свойств, характерных для наноструктурированных материалов;
2. Уметь выбирать области потенциального применения наноструктурированных материалов.
в области технологии электрохимической обработки деталей из наноструктурированных материалов:
1. Уметь рассчитывать коэффициент локализации процесса ЭХО;
2. Уметь моделировать процесс импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ с учётом физико-химических процессов в межэлектродном промежутке;
3. Уметь рассчитывать основные технико-экономические показатели ЭХО;
4. Уметь разрабатывать технологические программы ЭХО;
5. Уметь проектировать технологическую оснастку для операций ЭХО;
6. Уметь эксплуатировать прецизионные электрохимические станки серии ЕТ.
в области создания электрохимических станков для прецизионного изготовления деталей из наноструткурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности:
1. Уметь использовать новую информацию о перспективных методах и средствах электрохимической обработки;
2. Уметь использовать новую информацию об особенностях системы управления прецизионных электрохимических копировально-прошивочных станков серии ЕТ.
6. Структура учебно-методического комплекса
В состав учебно-методического комплекса входят: учебная программа дисциплины; конспект лекций; практикум, лабораторный практикум; комплект заданий в тестовой форме; критерии оценки знаний слушателей по дисциплине.
Учебная программа – документ, в котором определен перечень тем, последовательность их изучения, время, отводимое на основные части дисциплины. В программе раскрываются цели и задачи дисциплины, ее связь с другими дисциплинами, определяются формируемые компетенции, области и характер знаний, умений и навыков, которыми слушатель должен овладеть в результате изучения дисциплины. В программах перечисляются виды учебных занятий, обозначается круг литературных источников, которые слушатели должен использовать для наиболее полного овладения дисциплиной.
Учебная программа предусматривает:
· использование современных образовательных технологий:
· использование активных и интерактивных форм проведения аудиторных занятий в виде деловых игр, мастер-классов.
· мультимедийные презентации лекций.
Конспект лекций – учебно-методическое пособие, в котором систематически, в соответствии с учебной программой, излагается содержание учебной дисциплины. Конспект лекций является системообразующим компонентом учебно-методического комплекса и составной частью активного пpоцесса обучения основам знаний по дисциплине.
Конспект лекций содержит материал, структурированный по лекционным занятиям. Включает темы лекций, контрольные вопросы для самопроверки степени усвоения учебного материала и рекомендуемую литературу.
Конспект лекций должен предусматривать следующие элементы дидактического аппарата: иллюстрации, таблицы, схемы, выделение ключевых слов, выделение текста определений вводимых понятий, выделение дополнительного текста, контрольные вопросы.
Практикум – учебно-методическое издание, содержащее практические задания и упражнения. Основные цели практикума:
– усвоение, систематизация и закрепление теоретического материала;
– формирование компетенций, практических умений и навыков, объединенных целью овладения формами и методами познания, которые используются в соответствующей отрасли науки или практической деятельности.
Методические указания к практическим занятиям содержат задания практического характера, рекомендации, конкретные примеры, выполнение которых способствует усвоению пройденного теоретического курса.
Структура практикума отражает последовательность изложения материала, принятую в учебной программе, и содержит:
• Оглавление.
• Введение.
• Цель каждого занятия.
• Теоретическую часть (не более 0,1 авт. листа к каждой теме практического занятия).
• Примеры типовых задач (заданий) темы, методику решения типовых задач (выполнения типовых заданий) и примеры их решения (выполнения).
• Требования к содержанию и оформлению отчета о решении задач (выполнении задания) (при необходимости).
• Перечень литературы, используемой в практикуме или рекомендуемой для подготовки к его выполнению.
Практикум является обязательной составляющей УМК при наличии в учебном плане практических занятий.
Лабораторный практикум составляет часть теоретической и профессиональной подготовки слушателей.
Основные цели лабораторного практикума:
· практическое освоение слушателями научно-теоретических положений изучаемой дисциплины;
· овладение техникой экспериментирования в соответствующей отрасли науки;
· приобретение навыков применения теоретических знаний для решения реальных экспериментальных и практических задач.
Разработка лабораторного практикума включает создание аппаратного, программного, организационного и методического обеспечения проведения учебных занятий.
При разработке лабораторного практикума необходимо учитывать:
· значение лабораторного практикума для формирования целостного представления о содержании учебной дисциплины;
· сложность усвоения учебного материала;
· внутрипредметные и межпредметные связи.
Дисциплины, по которым планируются лабораторные практикумы и их объемы, определяются учебным планом. Содержание лабораторных практикумов излагается в учебных программах дисциплин. Лабораторные практикумы проводятся вслед за лекциями, дающими теоретические основы их выполнения.
Лабораторный практикум имеет следующую структуру:
· Оглавление.
· Введение.
· Цель работы.
· Теоретическая часть.
· Краткое описание оборудования.
· Краткие руководства по эксплуатации оборудования.
· Задание.
· Методика выполнения заданий.
· Контрольные вопросы.
· Требования к содержанию и оформлению отчета.
· Перечень литературы, используемой в лабораторном практикуме или рекомендуемой для подготовки к его выполнению.
Критерии оценки знаний слушателей по дисциплине.
Правильное определение уровня освоения учебного материала является важным с точки зрения методики освоения дисциплины, поэтому критерии оценки знаний слушателя по дисциплине входят в обязательный состав учебно-методического сопровождения дисциплины.
Комплект заданий в тестовой форме.
Комплект заданий в тестовой форме
Содержит задания для контроля уровня усвоения содержания дисциплины.
Тест должен иметь следующую структуру:
• Инструкция по проведению тестирования
• задание
• варианты ответов, верный ответ
В зависимости от предмета контроля тест может включать в себя задания на выбор правильного ответа из предъявленных вариантов, на восстановление соответствия, на восстановление последовательности, на дополнение.
