4ο Εξάμηνο ΧΜ

Σκοπός του μαθήματος είναι εισαγάγει τους σπουδαστές στη Μαθηματική μοντελοποίηση και υπολογιστική επίλυση προβλημάτων μηχανικού. Εισαγωγή σε βασικές τεχνικές αριθμητικής ανάλυσης και εφαρμογής τους με προγραμματισμό στο περιβάλλον της MATLAB. Περιλαμβάνονται οι ενότητες: Εισαγωγή στη μαθηματική μοντελοποίηση και υπολογιστική επίλυση προβλημάτων μηχανικού. Υπολογιστική επίλυση αλγεβρικών εξισώσεων. Προσαρμογή καμπυλών (curve fitting). Αριθμητική/Προσεγγιστική παραγώγιση και ολοκλήρωση. Υπολογιστική επίλυση συνήθων διαφορικών εξισώσεων (οrdinary differential equations). Προβλήματα αρχικών τιμών. Προβλήματα συνοριακών τιμών.

Σκοπός του μαθήματος είναι η φυσική και μαθηματική διερεύνηση των φαινομένων ροής που οδηγεί στη θεωρητική πρόβλεψη και την πειραματική επαλήθευση, με βασικό στόχο την τεκμηριωμένη, ασφαλή και άμεση τεχνική εφαρμογή. Στο μάθημα καλύπτονται οι ενότητες: Βασικές έννοιες και ορισμοί. Ιδιότητες ρευστού. Κινηματική των ρευστών. Δυνάμεις και Παραμόρφωση των Ρευστών. Νευτωνικά Ρευστά. Μακροσκοπική Ανάλυση Ροής. Διαφορική Ανάλυση Ροής. Ροή οριακού στρώματος. Εισαγωγή στην τυρβώδη ροή. Διαστατική Ανάλυση και Ομοιότητα.

Το μάθημα συνοδεύεται από προαιρετικό υπολογιστικό εργαστήριο που αποσκοπεί στην εξοικείωση των φοιτητών με την προσεγγιστική επίλυση προβλημάτων ροής που δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν με αναλυτικά μαθηματικά και με τη γραφική αναπαράσταση της ροής.

Σκοπός του μαθήματος είναι η μελέτη της ταχύτητας και των μηχανισμών των χημικών αντιδράσεων (ομογενών, ετερογενών, καταλυτικών) και των παραγόντων που την επηρεάζουν. Μελέτη των ιδιοτήτων ηλεκτρολυτικών διαλυμάτων, της ηλεκτροχημικής διεπιφάνειας, ηλεκτρολυτικών και γαλβανικών κελιών και της κινητικής ηλεκτροδιακών δράσεων. Ως προς τη χημική κινητική περιλαμβάνονται οι ενότητες: Ορισμός κινητικών μεγεθών. Κινητική στοιχειωδών αντιδράσεων: μονομοριακές, διμοριακές, τριμοριακές αντιδράσεις. Μέθοδοι Προσδιορισμού της Τάξης και του Ρυθμού της Αντίδρασης. Κινητική σύνθετων αντιδράσεων. Επίδραση της θερμοκρασίας στην ταχύτητα της αντίδρασης. Μηχανισμοί χημικών αντιδράσεων: προσέγγιση με την μέθοδο του βραδύτερου σταδίου, προσέγγιση με την μέθοδο της μόνιμης (στατικής) κατάστασης. Ομογενείς καταλυτικές αντιδράσεις. Ετερογενείς καταλυτικές αντιδράσεις. Μηχανισμοί ετερογενών καταλυτικών αντιδράσεων: Langmuir?Hinshelwood, Langmuir?Rideal. Τρόποι παρασκευής και εκλεκτικότητα καταλυτών. Ως προς την ηλεκτροχημεία περιλαμβάνονται οι ενότητες: Γενική περιγραφή ηλεκτροχημικών συστημάτων: γαλβανικά στοιχεία και ηλεκτροχημικά κελιά. Νόμος Faraday. Θερμοδυναμική ηλεκτροχημικών συστημάτων. Το ηλεκτρολυτικό διάλυμα στην ισορροπία. Η έννοια του ηλεκτροχημικού δυναμικού και της ενεργότητας. Θεωρία Debye-Huckel. Προσδιορισμός του μέσου συντελεστή ενεργότητας ηλεκτρολυτών. Το ηλεκτρολυτικό διάλυμα εκτός ισορροπίας. Κίνηση ιόντων υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου (ηλεκτρομεταφορά). Αριθμοί μεταφοράς. Μοριακή διάχυση. Συναγωγή (εξαναγκασμένη ροή). Εξίσωση Nernst-Plack. Ηλεκτροχημική διεπιφάνεια. Ιδανικά πολούμενα και ιδανικά μη πολούμενα ηλεκτρόδια. Μοντέλο Gouy-Chapman. Μοντέλο Stern. Δυναμικό ηλεκτροχημικών κελιών και συσχέτηση με την μεταβολή της ενέργειας Gibbs, τη σταθερά ισορροπίας και τη μεταβολή της ενθαλπίας της αντίδρασης.Σχέσεις ρεύματος-δυναμικού σε γαλβανικά στοιχεία και ηλεκτρολυτικά κελιά ιδανικά μη πολούμενων ηλεκτροδίων. Ηλεκτροχημική κινητική. Εξίσωσεις Butler-Volmer και Tafel. Ημιεμπειρική μελέτη της ταχύτητας ηλεκτροχημικής αντίδρασης υπό την επίδραση των φαινομένων μεταφοράς μάζας (ηλεκτρομεταφοράς και διάχυσης).

Στο πλαίσιο του μαθήματος ο φοιτητής έρχεται σε επαφή με τον τρόπο που τα άτομα και οι επιχειρήσεις λαμβάνουν αποφάσεις, καθώς και πώς και υπό ποιες συνθήκες οι αποφάσεις αυτές αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Μελετάται έτσι σε μικροοικονομικό επίπεδο η συμπεριφορά των επιμέρους μονάδων της οικονομίας (καταναλωτών & παραγωγών) στο πλαίσιο της λειτουργίας των διάφορων μορφών αγορώναγοράς. Στο μακροοικονομικό σκέλος του μαθήματος επίπεδο ο φοιτητής έρχεται σε επαφή μεπαρουσιάζονται τα οικονομικά υποδείγματα και τους κύκλουςοι κύκλοι της οικονομίας, αλλά και τα βασικά μακροοικονομικά μεγέθη, όπως ΑΕΠ, ανεργία πληθωρισμός, κτλ. Επίσης αναλύεται ο ρόλος των τραπεζών στην οικονομία, το διεθνές εμπόριο και οι σχετικοί δείκτες ανταγωνιστικότητας, όπως και ο ρόλος του κράτους στην οικονομία. Οι γνώσεις που αποκτώνται στο μάθημα αυτό επιτρέπουν στο σύγχρονο μηχανικό να είναι σε θέση να παρακολουθεί και να κατανοεί τις ευρύτερες εθνικές και διεθνείς εξελίξεις, αλλά και να επεξεργάζεται τα σχετικά δεδομένα, ώστε να μπορεί να αξιολογεί αποφάσεις που ενδεχομένως να κληθεί να λάβει σε οικονομικό επίπεδο σε όποιο τομέα δραστηριοποιηθεί.

Σκοπός του μαθήματος είναι να αποκτήσουν οι φοιτητές γνώσεις και δεξιότητες ώστε να καταστούν ικανοί να σχεδιάζουν και να υλοποιούν διδακτικές/μαθησιακές πορείες με χρήση σύγχρονων διδακτικών εργαλείων στο πεδίο των Φυσικών Επιστημών και της Τεχνολογίας λαμβάνοντας υπόψη τις σύγχρονες διδακτικές προσεγγίσεις. Τα περιεχόμενα του μαθήματος περιλαμβάνουν: βασικές έννοιες και ορισμοί-Αγωγή, μόρφωση, παιδεία, μάθηση, εκπαίδευση, διδασκαλία, εξέλιξη και τομείς της Παιδαγωγικής Επιστήμης- της Διδακτικής, Ιστορική εξέλιξη της διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και των Τεχνολογικών μαθημάτων, Στοιχεία από Θεωρίες Μάθησης, Στοιχεία γύρω από την Αρχιτεκτονική της Διδασκαλίας, Μεθοδολογία Διδακτικών προσεγγίσεων, Εναλλακτικές ιδέες μαθητευόμενων, Στοιχεία για την αξιολόγηση επίδοσης μαθητών/φοιτητών, Αξιοποίηση Υπολογιστικών και Δικτυακών Τεχνολογιών στον σχεδιασμό μαθημάτων (χρήση ΤΠΕ), Διδασκαλία βασικών αρχών σχεδιασμού διαχείρισης περιβάλλοντος μάθησης, Βασική δομή εκπαιδευτικού σεναρίου.

Tο μάθημα συγκροτείται σε δύο σκέλη: α) αφενός, πραγματεύεται τη γέννηση και την εξέλιξη της σύγχρονης επιστήμης (17ος -20ος αιώνας). Εστιάζει στην επιστημονική επανάσταση (φυσική και κοσμολογία), στη χημική επανάσταση και στη φυσική του 20ου αιώνα (σχετικότητα και κβαντομηχανική). Συνάμα, εξετάζει περιεκτικά ενότητες που αφορούν στη θεσμική συγκρότηση της σύγχρονης επιστήμης (ίδρυση επιστημονικών Ακαδημιών, επιστημονικών περιοδικών, σχολών εκπαίδευσης μηχανικών και ενώσεων επιστημόνων και μηχανικών), δηλαδή τις θεσμικές και άτυπες διαδικασίες που συγκροτούν τη σύγχρονη επιστήμη, και τις ιδιαίτερες εθνικές παραδόσεις της. Επίσης, εξετάζεται η σχέση επιστήμης και τεχνολογίας, αμφισβητώντας την καθεστηκυία αντίληψη περί επιστημονικής θεωρίας και εφαρμογής της από τους μηχανικούς, προκειμένου να επιλύονται τεχνικά προβλήματα, εφόσον η επιστήμη και η τεχνολογία είναι αλληλένδετες. β) αφετέρου και, παράλληλα, πραγματεύεται έννοιες απαραίτητες για την βαθύτερη κατανόηση της επιστημονικής εξέλιξης και των ιστορικών φάσεων της στη σύγχρονη εποχή. Συζητείται η σχέση φιλοσοφίας και επιστήμης, η ανάδυση του Κύκλου της Βιέννης, το επιστημονικό Παράδειγμα (Paradigm) και η κανονική επιστήμη (normal science) κατά τον Thomas Kuhn, η συμβολή του Karl Popper στη φιλοσοφική κριτική του λογικού θετικισμού (διαψευσιοκρατία), η μεθοδολογία των επιστημονικών ερευνητικών προγραμμάτων του Imre Lakatos, η ασυμμετρία ανάμεσα σε αντίπαλες και λογικά διάφορες επιστημονικές θεωρίες και ο οιονεί αναρχισμός του P. K. Feyerabend. Το μάθημα αποσαφηνίζει το νόημα της Τεχνολογίας και παρουσιάζει τον τρόπο με τον οποίο η τεχνολογία νοηματοδοτεί τον κόσμο. Έτσι, οι σπουδαστές θα είναι σε θέση να αξιολογήσουν τον αντίκτυπο της τεχνολογικής ή τεχνοκρατικής «προόδου» υπό το πρίσμα των ανθρωπιστικών επιστημών. Η σχέση της επιστήμης με τον πόλεμο ιστορικά (κατασκευή νέων όπλων καταστροφής, χημικών, ιατρικής έρευνας και το πρόγραμμα Μανχάταν) προκαλεί τη συζήτηση για τις εξελίξεις που σηματοδότησαν τις επιστημονικές κατακτήσεις, και τα ηθικά επαγγελματικά και ερευνητικά διλήμματα που απασχολούν διαρκώς πλέον την επιστημονική κοινότητα. Εν κατακλείδι, εντοπίζεται το πολιτικό νοηματικό περιεχόμενο της τεχνολογίας, ο ρόλος του παιχνιδιού και των παρορμήσεων ως ερμηνεία των εφευρέσεων, ο διάλογος χρηστών και κατασκευαστών, τα συγκείμενα βιομηχανικής και ιατρικής τεχνολογίας και εναλλακτικά παραδείγματα. Τέλος, συζητείται η οικο-κεντρική προσέγγιση και η αξιακώς προσανατολισμένη τεχνολογία.

Το μάθημα εξετάζει μια σειρά τεχνολογικών πρακτικών οι οποίες επηρεάζουν την καθημερινή μας ζωή. Ειδικότερα, οι φοιτητές και φοιτήτριες ερευνούν τους τρόπους που η τεχνολογία διαμορφώνει και διαμορφώνεται από κοινωνικά και πολιτικά συμφέροντα. Οι τρόποι που αναπτύσσονται οι τεχνολογίες και χρησιμοποιούνται μας επιτρέπουν να παίρνουμε αποφάσεις και να δρούμε υπεύθυνα σε ότι αφορά ζητήματα κοινωνικά, πολιτικά και ηθικά σχέση με την επιστημονική και τεχνολογική πρόοδο. Το μάθημα δίνει έμφαση στην αλληλο-κατασκευή της τεχνολογίας και της κοινωνίας και ειδικότερα στις σχέσεις φύλου και τεχνολογίας.

Το μάθημα έχει διττό προορισμό: Πρώτον επιδιώκει να δώσει στοιχειώδεις γενικές γνώσεις σχετικές με την έννοια του δικαίου και των κανόνων του, τις βασικές νομικές έννοιες και την ερμηνεία τους, τον τρόπο λειτουργίας και απονομής της δικαιοσύνης και την έννοια του δικανικού συλλογισμού. Δεύτερον βοηθά τους μηχανικούς στην εξάσκηση του επαγγέλματός τους και στην επικοινωνία τους με τους θεράποντες της Θέμιδας. Το περιεχόμενο του μαθήματος περιλαμβάνει: Δημόσιο Δίκαιο (Συνταγματικό Δίκαιο, Διοικητικό Δίκαιο), Δίκαιο της ΕE (Φύση του Ευρωπαϊκού. Δικαίου, όργανα, Πράξεις, Κοινοτικές ελευθερίες), Ιδιωτικό Δίκαιο, Αστικό Δίκαιο (Γενικές Αρχές, Ενοχικό Δίκαιο, Εμπράγματο Δίκαιο), Εμπορικό Δίκαιο (Δίκαιο των Εμπορικών Πράξεων, Δίκαιο των Εταιριών, Δίκαιο των Αξιόγραφων και Δίκαιο της βιομηχανικής ιδιοκτησίας), Εργατικό Δίκαιο (Εργατικά Ατυχήματα / Ευθύνη του μηχανικού).