Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Komputerowe metody obliczeniowe i analizy danych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
STCH-1-409-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Kwiatkowski Mirosław (kwiatkow@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przedmiot poświęcony wykorzystaniu programu Ms Excel w obliczeniach i analizie danych z zakresu inżynierii chemicznej i dyscyplin pokrewnych oraz elementom programowania z wykorzystaniem języka Visual Basic for Applications.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student dysponuje wiedzą z zakresu obliczeń oraz analizy i wizualizacji danych z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego, a w szczególności zna: - zaawansowane funkcje MS Excel, - zasady wizualizacji danych, - podstawy analizy danych i interpretacji wyników, z wykorzystaniem analizy statystycznej, - przykłady wykorzystania MS Excel w nauce i technice, w tym rozwiązywania zadań obliczeniowych i projektowych związanych między innymi z inżynierią chemiczną, - zasady korzystania z internetowych baz danych. TCH1A_W07 Kolokwium
M_W002 Student zna podstawy obliczeń i modelowania m.in. procesów technologii chemicznej oraz zasady tworzenia prostych aplikacji wykorzystujących środowisko arkusza kalkulacyjnego z elementami środowiska języka programowania Visual Basic for Applications. TCH1A_W07 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi: - wykonywać podstawowe i zaawansowane obliczenia z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego MS Excel z zakresu technologii chemicznej i innych dziedzin nauki i techniki, - dokonywać wizualizacji danych i procesów, - dokonywać analizy danych eksperymentalnych i wyciągać odpowiednie wnioski, - importować i eksportować dane. TCH1A_U03, TCH1A_U01, TCH1A_U04, TCH1A_U08, TCH1A_U07 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi tworzyć aplikacje wykorzystujące środowisko arkusza kalkulacyjnego MS Excel, a także zna podstawy środowiska języka programowania VBA. TCH1A_U03, TCH1A_U01, TCH1A_U04 Projekt
M_U003 Student potrafi pracować zarówno indywidualnie, jak i w zespole, wykorzystując arkusz kalkulacyjny do rozwiązywania problemów inżynierskich i naukowych z zakresu technologii chemicznej i innych dziedzin z uwzględnieniem aspektów ekonomicznych. W ramach prac potrafi korzystać z internetowych baz danych, poszerzać samodzielnie swoją wiedzę oraz wykorzystywać uzyskane informacje do rozwiązywania problemów obliczeniowych. TCH1A_U03, TCH1A_U01, TCH1A_U04, TCH1A_U08, TCH1A_U07 Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych oraz potrafi w sposób kreatywny sprecyzować swoje zainteresowania, ocenić posiadane umiejętności i wykorzystać je do pracy. Potrafi także myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy. Student ma ponadto świadomość odpowiedzialności za realizowane zadania, związane z pracą zespołową, w tym potrafi inspirować taką pracę nad rozwiązaniem danego problemu inżynierskiego lub naukowego. TCH1A_K01 Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 0 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student dysponuje wiedzą z zakresu obliczeń oraz analizy i wizualizacji danych z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego, a w szczególności zna: - zaawansowane funkcje MS Excel, - zasady wizualizacji danych, - podstawy analizy danych i interpretacji wyników, z wykorzystaniem analizy statystycznej, - przykłady wykorzystania MS Excel w nauce i technice, w tym rozwiązywania zadań obliczeniowych i projektowych związanych między innymi z inżynierią chemiczną, - zasady korzystania z internetowych baz danych. - - + - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawy obliczeń i modelowania m.in. procesów technologii chemicznej oraz zasady tworzenia prostych aplikacji wykorzystujących środowisko arkusza kalkulacyjnego z elementami środowiska języka programowania Visual Basic for Applications. - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi: - wykonywać podstawowe i zaawansowane obliczenia z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego MS Excel z zakresu technologii chemicznej i innych dziedzin nauki i techniki, - dokonywać wizualizacji danych i procesów, - dokonywać analizy danych eksperymentalnych i wyciągać odpowiednie wnioski, - importować i eksportować dane. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi tworzyć aplikacje wykorzystujące środowisko arkusza kalkulacyjnego MS Excel, a także zna podstawy środowiska języka programowania VBA. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi pracować zarówno indywidualnie, jak i w zespole, wykorzystując arkusz kalkulacyjny do rozwiązywania problemów inżynierskich i naukowych z zakresu technologii chemicznej i innych dziedzin z uwzględnieniem aspektów ekonomicznych. W ramach prac potrafi korzystać z internetowych baz danych, poszerzać samodzielnie swoją wiedzę oraz wykorzystywać uzyskane informacje do rozwiązywania problemów obliczeniowych. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych oraz potrafi w sposób kreatywny sprecyzować swoje zainteresowania, ocenić posiadane umiejętności i wykorzystać je do pracy. Potrafi także myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy. Student ma ponadto świadomość odpowiedzialności za realizowane zadania, związane z pracą zespołową, w tym potrafi inspirować taką pracę nad rozwiązaniem danego problemu inżynierskiego lub naukowego. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 60 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Ćwiczenia laboratoryjne (30h):
Zajęcia laboratoryjne – komputerowe metody obliczeniowe i analizy danych w Ms Excel Zajęcia laboratoryjne:

Wprowadzanie danych i ich edycja w arkuszu
Tworzenie zaawansowanych formuł
Formuły tablicowe
Zaawansowane techniki tworzenia wykresów
Wizualizacja danych przy użyciu formatowania warunkowego
Tworzenie wykresów przebiegu w czasie
Dodawanie rysunków i grafiki do arkuszy
Dostosowywanie interfejsu użytkownika Excela
Używanie niestandardowych formatów liczbowych
Sprawdzanie poprawności danych
Tworzenie i stosowanie konspektów
Łączenie i konsolidacja arkuszy
Współpraca programu Excel z internetem
Ochrona danych
Sposoby unikania błędów w arkuszach
Importowanie i porządkowanie danych
Analiza danych za pomocą tabel przestawnych
Analiza co-jeśli
Analiza danych przy użyciu funkcji Szukaj wyniku i Solver
Analiza danych za pomocą dodatku Analysis ToolPak
- Analiza wariancji
- Korelacja
- Kowariancja
- Statystyka opisowa
- Wygładzanie wykładnicze
- Test F (z dwiema próbami dla wariancji)
- Analiza Fouriera
- Histogram
- Średnia ruchoma
- Generowanie liczb pseudolosowych
- Ranga i percentyl
- Regresja
- Próbkowanie
- Test t
- Test z (z dwiema próbami dla średnich)
Zastosowanie funkcji Pobieranie i przekształcanie
Podstawowe informacje na temat języka programowania Visual Basic for Applications
Tworzenie niestandardowych funkcji arkusza
Tworzenie okien dialogowych
Zastosowanie w arkuszu kontrolek okien dialogowych
Praca ze zdarzeniami programu Excel
Tworzenie aplikacji w języku programowania Visual Basic for Applications
Tworzenie własnych dodatków do programu Excel
Komunikacja MS Excel z innymi programami obliczeniowymi
Przykłady wykorzystania MS Excel w inżynierii chemicznej

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia laboratoryjne:
– obecność obowiązkowa: Tak
– zasady udziału w zajęciach: wykonywanie indywidualnych i zespołowych zadań w ramach ćwiczeń laboratoryjnych na pracowni komputerowej.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:
Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen sprawdzianu wiadomości S, oceny uzyskanej za przygotowany program zaliczeniowy P oraz aktywności w pracy zespołowej A OK = w·(0,2·S+ 0,7·P + 0,1·A) w = 1 dla I terminu, w = 0,9 dla II terminu, w = 0,8 dla III terminu.
Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:
Udział w zajęciach jest obowiązkowy. Dopuszcza się jedną nieobecność nieusprawiedliwioną , w przypadku większej ilości nieobecności wymagane jest oficjalne zaświadczenie lekarskie lub inne zaświadczenie usprawiedliwiające nieobecności – oczywiście prowadzący zajęcia będzie się starał pomóc w sprawach problemowych i do każdej sprawy podejść indywidualnie dla dobra studenta. Nieobecności będą mogły być odrobione w ramach konsultacji, w formie przygotowania opracowania lub w innym terminie.
Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :
Na zajęciach z przedmiotu KMOiAD nawet osoby całkowicie nie znające podstaw obsługi arkusza kalkulacyjnego oraz komputerowych metod obliczeniowych i analizy danych, bez problemu oraz w miłej i spokojnej atmosferze opanują przewidzianą wiedzę i umiejętności.
Zalecana literatura i pomoce naukowe:

John Walkenbach, Excel 2016 PL. Biblia, Helion, 2016
http://www.kmoiad.agh.edu.pl/

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
Prowadzący przedmiot dr hab. inż. Mirosław Kwiatkowski zajmuje się od wielu lat naukowo zagadnieniami komputerowych metod obliczeniowych i analizy danych i jest autorem ponad 45 publikacji w najbardziej renomowanych czasopismach międzynarodowych, w tym między innymi:

1. M. Kwiatkowski, D. Kalderis, E. Diamadopoulos, Numerical analysis of the influence of the
impregnation ratio on the microporous structure formation of activated carbons, prepared by
chemical activation of waste biomass with phosphoric acid. JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF
SOLIDS 105, 81-85 (2017).
2. M. Kwiatkowski, V. Fierro, A. Celzard, Numerical studies of the effects of process conditions on the
development of the porous structure of adsorbents prepared by chemical activation of lignin with
alkali hydroxides. JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE 486, 277-286 (2017).
3. M. Kwiatkowski, Numerical analysis of the effect of the kind of activating agent and the impregnation
ratio on the parameters of the microporous structure of the active carbons. JOURNAL OF PHYSICS.
CONFERENCE SERIES, 633/012047, 1-6 (2015).
4. M. Kwiatkowski, J.T. Duda, J. Milewska-Duda, Application of the LBET class models with the original
fluid state model to an analysis of single, double and triple carbon dioxide, methane and nitrogen
adsorption isotherms. COLLOIDS AND SURFACES A: PHYSICOCHEM. ENG. ASPECTS 457, 449-454
(2014)
5. M. Kwiatkowski, E. Broniek, Application of the LBET class adsorption models to the analysis of
microporous structure of the active carbons produced from biomass by chemical activation with the
use of potassium carbonate. COLLOIDS AND SURFACES A: PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING
ASPECTS 427, 47-52 (2013).
6. J. T. Duda, J. Milewska-Duda, M. Kwiatkowski, M. Ziółkowska, A geometrical model of random porous
structures to adsorption calculations. ADSORPTION 19, 545-555 (2013).
7. M. Kwiatkowski, E. Broniek, Komputerowa analiza struktury porowatej adsorbentów otrzymanych z
odpadowych materiałów pochodzenia roślinnego w procesie aktywacji chemicznej kwasem
fosforowym(V). PRZEMYSŁ CHEMICZNY 91/12, 2355-2360 (2012).
8. M. Kwiatkowski, E. Broniek, Application of the LBET class adsorption models to analyze influence of
production process conditions on the obtained microporous structure of activated carbons. COLLOIDS
AND SURFACES A: PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS 411, 105-110 (2012).
9. M. Kwiatkowski, M. Wiśniewski, G. Rychlicki, The numerical analysis of the spherical carbon adsorbents
obtained from ion-exchange resins in one-step steam pyrolysis. APPLIED SURFACE SCIENCE 259, 13-
20 (2012).

Ponadto dr hab. inż. Mirosław Kwiatkowski był opiekunem 64 prac magisterskich i 54 prac inżynierskich z których większość obejmuje zagadnienia wykorzystania metod obliczeniowych, symulacji komputerowych programowania i analizy danych w energetyce i technologii chemicznej. Dr hab. inż. Mirosław Kwiatkowski jest także uznanym specjalistą międzynarodowym, będąc redaktorem naczelnym czasopisma: International Journal of System Modeling and Simulation, Dubai, UAE

i redaktorem czasopisma:
Micro & Nano Letters Stevenage, UK.

Dr hab. inż. Mirosław Kwiatkowski jest także recenzentem w renomowanych czasopismach międzynarodowych oraz członkiem komitetów naukowych i organizacyjnych międzynarodowych konferencji naukowych, w tym między innymi:

- The Spring World Congress on Engineering and Technology, 18-20 April 2017, Chengdu, China,
- The 13th Annual International Conference on Information Technology & Computer Science, 15-18 May
2017, Athens, Greece,
- The 2nd Annual International Conference on Applied Engineering and Applied Science, 19-22 June
2017, Athens, Greece,
- The 2nd International Symposium on Computational and Applied Mathematics, January 13-15, 2018,
Sanya, China,
- International Conference on Computational Materials Science and Thermodynamic Systems, March
22-23, 2018, Wolfson College, Cambridge, United Kingdom,
- Spring International Conference on Applied and Engineering Mathematics April 23-25, 2018 Guilin,
China,
- 11th Global Experts Meeting on Chemistry and Computational Catalysis, May 18-19, 2018 Singapore,
Malaysia,
- 1st International Conference on Numerical Modelling in Engineering, 28-29 August 2018, Ghent
University, Belgium,
- 3rd International Conference on Materials Technology and Applications, October 26th to 29th, 2018,
Hokkaido, Japan,
- 2nd Annual Conference on Material Science and Engineering, November 12-14, 2018, Dubai, UAE,
- The 3rd International Conference on Materials Engineering and Nano Sciences, March 26-28, 2019,
Hiroshima, Japan March 26-28, 2019,

Informacje dodatkowe:
Najbardziej oczekiwanymi kompetencjami przez pracodawców od absolwentów uczelni technicznych jest znajomość informatyki, technologii informacyjnych i komputerowych metod obliczeniowych.

W związku z powyższym program niniejszego przedmiotu wychodzi na przeciw wymaganiom współczesnego rynku pracy, dając wszechstronną wiedzę na temat wykorzystania arkusza kalkulacyjnego MS Excel wraz z zaimplementowanym językiem programowania VBA w obliczeniach inżynierskich i naukowych.
Zajęcia w ramach tego przedmiotu prowadzi dr hab. inż. Mirosław Kwiatkowski, specjalista o uznanej międzynarodowej renomie w zakresie między innymi obliczeń i analiz komputerowych procesów fizykochemicznych występujących w technologii chemicznej i energetyce, modelowania komputerowego procesów adsorpcyjnych i materiałów wykorzystywanych powszechnie w energetyce.

Zajęcia odbywają się w miłej, spokojnej i bezstresowej atmosferze, pełnej także pasji i zaangażowania.

Motto prowadzącego: “Jestem dla studentów, aby im pomóc osiągnąć sukces zawodowy i życiowy….ucząc tylko przydatnych i praktycznych zagadnień potrzebnych w życiu”.