8 Нормативные ссылки

При подготовке настоящих методических указаний использованы следующие стандарты:

СТП 3.4.104 – 01. Система вузовской учебной документации. Курсовое проектирование. Требования к выполнению и представлению.

СТП 3.4.204 – 01. Система вузовской учебной документации. Требования к оформлению текстовых документов.

ГОСТ 7.1 – 2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание.

Приложение а Содержание модулей и тем дисциплины ноит

Введение

Предмет дисциплины «Научные основы инновационных технологий». Цели и задачи курса. Место и роль дисциплины в формировании специалиста.

Модуль 1 Научные методы познания природы

1.1 Наука – часть общечеловеческой культуры

Наука. Элементы научной деятельности. Гуманитарное и естественно-научное знание. Научный метод. Этапы получения научного знания.

1.2 Развитие естествознания и технологий

Научные революции. Основные черты современной научной картины мира. Панорама современного естествознания и тенденции его развития. Естествознание и технологии.

Модуль 2 Физические основы инновационных технологий

2.1 Механическое движение

Механическое движение. Основные характеристики механического движения. Динамика механического движения. Законы Ньютона.

2.2 Концепции пространства и времени

Основные свойства пространства и времени. Элементы специальной теории относительности. Элементы общей теории относительности.

2.3 Принципы симметрии и законы сохранения

Роль симметрии в природе. Законы сохранения импульса и момента импульса. Энергия, работа, мощность. Закон сохранения энергии.

2.4 Молекулярная физика и термодинамика

Основные положения молекулярно-кинетической теории. Агрегатные состояния вещества. Основы равновесной термодинамики. Тепловые двигатели. Проблемы вечного двигателя. Энтропия как мера беспорядка.

2.5 Элементы синергетики

Открытые системы и термодинамика неравновесных процессов. Локальное равновесие и стационарные состояния. Стационарные неравновесные состояния. Минимум производства энтропии и принцип Ле Шателье. Теорема Пригожина. Диссипативные системы. Бифуркации. Примеры самоорганизации. Ячейки Бенара, вихри Тейлора. Переход от ламинарного течения к турбулентному течению. Динамический хаос.

2.6 Физические поля. Электромагнитные явления

Физическое поле. Гравитационное, электростатическое, магнитное и электромагнитное поле. Основы электромагнитной теории Максвелла. Электрическое и магнитное поля в веществе.

2.7 Оптические процессы

Колебания и волны. Упругие волны. Электромагнитные волны. Свет как электромагнитная волна. Интерференция, дифракция, поляризация света. Квантовая природа электромагнитного излучения. Тепловое излучение. Фотоэффект. Давление света. Эффект Комптона.

2.8 Строение атома и атомного ядра

Основные положения квантовой механики. Атом водорода. Многоэлектронные атомы. Строение атомного ядра. Ядерные силы. Элементарные частицы. Основные типы фундаментальных взаимодействий. Стандартная Модель физической картины мира.

Модуль 3 Химические основы инновационных технологий

Классификация химических веществ. Реакционная способность. Химическая термодинамика, кинетика химических реакций, растворы, электрохимические процессы, дисперсные системы, органический синтез.

Модуль 4 Биологические основы инновационных технологий

Биохимические процессы. Процессы обмена веществ. Гомеостаз. Управляемый биосинтез. Экологические системы.

Модуль 5 Перспективные инновационные технологии и их запросы

5.1 Естественнонаучные проблемы энергетики

Энергетические потребности человечества и природные энергоресурсы. Источники электрической и тепловой энергии. Эффективность и устойчивость энергосистем. Атомная энергетика. Проблемы Чернобыля и Фукусимы. Альтернативные источники энергии.

5.2 Новые материалы

Полимерные материалы. Синтетические ткани. Жидкие кристаллы. Материалы для накопителей информации. Фотонные кристаллы. Высокотемпературные сверхпроводники. Твердые электролиты. Двумерные и слоистые структуры. Фуллерены, углеродные и борные нанотрубки, графен, карбид кремния.

5.3 Перспективные технологии

Информационные технологии. Лазерные технологии. Микро- и нанотехнологии. Биотехнологии. Биомедицинские технологии. Генная инженерия. Технологии сохранения окружающей среды. Космические технологии.

Заключение

Инновационные технологии, интегрирующие накопленные человечеством знания, – реакция на вызов спроса на предельно насущные конкретные потребности общества.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Темы курсовых работ по дисциплине

«Научные основы инновационных технологий»

для студентов очной формы обучения

1. Энергия, энтропия и энергетика

2. Температурные шкалы и методы измерения температуры

3. Теория атома водорода. Водородная энергетика

4. Резонансные явления и их использование в технологиях

5. Применение законов геометрической оптики в оптических системах

6. Оптически активные вещества и их применение

7. Вещества с отрицательным показателем преломления

8. Голография

9. Кристаллические тела. Дефекты в кристаллах и их влияние на свойства материалов

10. Проводники, полупроводники и диэлектрики с точки зрения зонной теории твердых тел

11. Оптические свойства полупроводников и солнечные элементы

12. Фуллерены и их применение

13. Углеродные нанотрубки и их применение

14. Графен и его применение

15. Вихревые токи (токи Фуко) и их использование в технологиях

16. Вакуум и методы его получения

17. Твердотельные и газовые лазеры

18. Лазерная и электронно-лучевая сварка и резка

19. Сверхпроводники и их применение

20. Аморфные сплавы и их применение

21. Исследования Земли из космоса

22. Ускорители заряженных частиц

23. Дозиметрия

24. Генная инженерия

25. Биотехнологии и медицина

26. Ядерный магнитный резонанс и его применение

27. Авария на Чернобыльской АЭС и ее последствия

28. Принцип работы ядерного реактора

29. Принципы утилизации радиоактивных отходов

30. Проблема управляемого термоядерного синтеза

31. Экологические проблемы промышленности и пути их решения

32. Экологические проблемы сельского хозяйства и пути их решения

33. Экологические проблемы транспорта и пути их решения

34. Экологические проблемы энергетики и пути их решения

35. Методы мониторинга окружающей среды

36. Тепловое загрязнение окружающей среды

37. Информационное загрязнение окружающей среды

38. Ресурсы биосферы и демографические проблемы

39. Экология жилища

40. Наука и проблемы защиты от чрезвычайных ситуаций природного характера

41. Наука и проблемы техногенной безопасности

42. Нобелевские премии по физике и развитие технологий (за 2 года)

43. Нобелевские премии по химии и развитие технологий (за 2 года)

44. Нобелевские премии по физиологии и медицине и развитие технологий (за 2 года)

45. Эффективность производства и потребления электроэнергии

46. Перспективные направления развития космической индустрии

Количество и названия тем курсовых работ могут меняться ежегодно.

ПРИЛОЖЕНИЕ В