Das Carnegie Institute Of Technology ist bekannt für seine herausragenden akademischen Programme und seine Betonung praxisorientierter Lernerfahrungen. Dieses Dokument gibt einen Einblick in die Lernziele ausgewählter Kurse, die darauf abzielen, Studierende mit den notwendigen Fähigkeiten und Kenntnissen für eine erfolgreiche Karriere in verschiedenen technischen und wissenschaftlichen Bereichen auszustatten. Diese Ziele spiegeln das Engagement der Institution für Exzellenz und Innovation wider.
24-451 Regelungstechnik (Feedback Control Systems)
Nach Abschluss dieses Kurses sind die Studierenden in der Lage:
- Das Pol-Nullstellen-Diagramm und die Wurzelörter zu zeichnen und die Wurzelort-Techniken zur Auslegung von Reglern anzuwenden.
- Frequenzbereichstechniken zur Auslegung von Reglern zu nutzen.
- Die Zeitantwort von Systemen auf Impuls-, Sprung-, Rampen- und Sinusoidal-Eingänge aus der Übertragungsfunktion abzuschätzen.
- MATLAB-Kenntnisse sicher anzuwenden, um die Analyse und Auslegung von Regelungssystemen zu unterstützen.
- Regler für diskrete Regelungssysteme mithilfe von Wurzelort- und Frequenzgangtechniken zu entwerfen.
06-422 Verfahrenstechnik chemischer Reaktoren (Chemical Reaction Engineering)
In diesem Kurs lernen die Studierenden, die Prinzipien der chemischen Kinetik auf die Auslegung von Reaktoren anzuwenden. Bis zum Ende des Semesters sollten die Studierenden in der Lage sein:
- Einen Reaktor für eine gegebene Anwendung auszuwählen und dessen Größe zu bestimmen.
- Kinetische Daten zu analysieren und Reaktionsgesetze abzuleiten.
- Masse- und Energiebilanzen bei der Auslegung nicht-isothermer Reaktoren zu berücksichtigen.
06-365/19-365 Innovation und Politik im Wassertechnologiesektor (Water Technology Innovation and Policy)
Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses sollten die Studierenden befähigt sein:
- Die Faktoren und Bedingungen zu diskutieren, die Innovationen im Wassersektor vorantreiben.
- Anhaltende Mängel in aktuellen Wasseraufbereitungstechnologien zu analysieren und konkrete Innovationsziele zu entwickeln.
- Quantitative Fragen zu formulieren, die technische Grundlagen mit aktuellen Innovationszielen verbinden.
- Quantitative und qualitative Fragen zu formulieren, die politische, kulturelle und wirtschaftliche Faktoren mit aktuellen Innovationszielen verknüpfen.
- Fachgutachterlich geprüfte wissenschaftliche Literatur aus Ingenieur- und Sozialwissenschaften kritisch zu lesen und zu bewerten.
- Technische und politische Innovationen vorzuschlagen, die Kriterien für technische Machbarkeit, Kosten und soziale Wünschbarkeit/Nutzerfreundlichkeit einer Wasseraufbereitungstechnologie erfüllen.
- Innovationen gegenüber potenziellen Anwendern durch einen Technologie-Pitch zu kommunizieren.
- Politische Interventionen in Form eines Policy Briefs zu kommunizieren, der schriftliche und grafische Kommunikationsmethoden integriert.
12-332 Labor für Festkörpermechanik (Solid Mechanics Laboratory)
Die Studierenden sollen in der Lage sein:
- Kenntnisse in Mathematik (insbesondere Differentialgleichungen und Wahrscheinlichkeitsrechnung & Statistik), Naturwissenschaften (insbesondere physikbasierte Physik und allgemeine Chemie) und Ingenieurwissenschaften auf die Praxis und Problemlösung anzuwenden.
- Experimente im Bereich Umweltingenieurwesen, Bodenmechanik, Strömungsmechanik und Bodenmechanik zu entwerfen und durchzuführen sowie Daten kritisch zu analysieren und zu interpretieren.
- Probleme des Bauingenieurwesens zu identifizieren, zu formulieren und zu lösen.
- Die für die Bauingenieurpraxis notwendigen Techniken, Fähigkeiten und modernen Werkzeuge anzuwenden.
42-203 Biomedizinisches Ingenieurlabor (Biomedical Engineering Laboratory)
Am Ende dieses Kurses sollten die Studierenden in der Lage sein:
- Aseptische Zellkulturtechniken zu demonstrieren.
- Transformation in eine Bakterienzelle durchzuführen.
- Transfektion in eine Säugetierzelle durchzuführen.
- Grundlegende Konzepte der Biobildgebung, Biomaterialien, Biomechanik sowie zellulären und molekularen Technologie zu beschreiben und zu demonstrieren.
42-311 Zelluläre und molekulare Biotechnologie (Cellular and Molecular Biotechnology)
Am Ende des Kurses sollten die Studierenden in der Lage sein:
- Die Funktion und Organisation der wichtigsten Stoffwechselnetzwerke zu beschreiben.
- Stöchiometrische Beschreibungen von Zellwachstum, Substratverbrauch und Produktbildung zu entwickeln und anzuwenden.
- Grundlegende Werkzeuge und Ansätze des Gentechnik auf mikrobielle und pilzliche Systeme angewendet zu erklären.
- Mathematische Modelle zu entwickeln und anzuwenden für:
- Zellwachstum, Substratverwertung und Produktbildung.
- Bioreaktoren unter Berücksichtigung von Transportphänomenen.
- Downstream-Processing-Operationen.
42-431/18-496 Biobildgebung (Bioimaging)
Die Studierenden sollten in der Lage sein:
- Die Bedeutung und Anwendung von Hilbert-Räumen und Signalrepräsentationen beim Aufbau ausgefeilterer Signalverarbeitungswerkzeuge wie Wavelets zu erklären.
- In grundlegenden Zeit-Frequenz-Begriffen zu denken.
- Zu beschreiben, wie die Fourier-Theorie in das Gesamtbild der Signalrepräsentationen passt.
- Grundlegende Mehrraten-Bausteine wie eine Zwei-Kanal-Filterbank zu verwenden.
- Die diskrete Wavelet-Transformation und ihre Variationen zu charakterisieren.
- Eine Zeit-Frequenz-Zerlegung zu konstruieren, die zum gegebenen Signal passt.
- Zu erklären, wie diese Werkzeuge in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden.
- Diese Konzepte zur Lösung eines praktischen Bioimaging-Problems anzuwenden.
99-238A Materialien, Energie und Umwelt (Materials, Energy and Environment)
Am Ende des Kurses sollten die Studierenden in der Lage sein:
- Zwischen Material- und Produktlebenszyklen zu unterscheiden und diese im Hinblick auf die Umwelt zu diskutieren.
- Grenzen und Beschränkungen bei der Materialauswahl und -verwendung sowie deren Auswirkungen auf die Umwelt zu erklären.
- Gängige Materialien nach Energiebedarf für die Produktion und Umweltauswirkungen zu ranken.
- Den Einfluss sozialer und persönlicher Entscheidungen auf Energie und Materialien zu bewerten.
- Die Umweltauswirkungen dieser Entscheidungen zu bewerten.
- Trends im Energie- und Materialverbrauch im Laufe der Zeit zu interpretieren.