الرياضيات والعلوم الطبيعية

وصف البرنامج

يُعَد التأسيس القوي في الجبر والهندسة أمرًا ضروريًّا لنجاح الطلاب في مقررات الرياضيات والعلوم عالية المستوى، وكذلك في الحياة اليومية.  هذا المقرر مخصص للطلاب من جميع التخصصات للمساعدة في تعزيز مهاراتهم الرياضية والمفاهيمية، ومن بين الموضوعات التي يشملها هذا المقرر الرياضيات المفاهيمية والتطبيقية التي تتضمن المعادلات الخطية، والتعبيرات والمعادلات المنطقية، والجذور والمعادلات التربيعية، والدوال الأسية واللوغاريتمية والمثلثية، ومن خلال مجموعة متنوعة من المحاضرات وتطبيقات الحياة الواقعية والممارسة المستقلة، يتعلم الطلاب كيفية استخدام التفكير والتحليل الكمي والرمزي بشكل فعَّال في حياتهم الشخصية والمهنية.

يُعَد التمهيد إلى التفاضل والتكامل ذا أهمية كبرى للطلاب في البرامج التقنية لربط المفاهيم التي تعلموها في مقررات الرياضيات المتوسطة لحساب التفاضل والتكامل، التقنية الأكثر تعقيدًا، ويركز هذا المقرر على المفاهيم الرياضية التقنية المتقدمة لمساعدة الطلاب على تطوير مهاراتهم في تطبيق الأعداد المركبة والمصفوفات وعلم المثلثات والهندسة التحليلية في المشكلات الفنية، ويكتسب الطلاب أيضًا أساسًا قويًّا في دراسة الوظائف اللازمة لإعدادهم لمزيد من الدراسات في حساب التفاضل والتكامل، ومن خلال المحاضرات والتطبيقات المختلفة، يتعلم الطلاب كيفية استخدام الرياضيات والتكنولوجيا لحل المشكلات المتعلقة بسياقات العالم الحقيقي.

يُعَد التفاضل والتكامل فرعًا من فروع الرياضيات، يدرس كيفية التقييم الكمي للتغيير بمرور الوقت، خاصة أنه ينطبق على البرامج الفنية، وهذا المقرر يعرِّف الطلاب بقواعد التفاضل وطرق التفرقة بين مختلف الوظائف الجبرية والدوال، ومن خلال حل المسائل الرياضية، يتعلَّم الطلاب كيفية حل مشكلات الحياة الواقعية باستخدام التفاضل متبوعًا بمقدمة عن التكامل.

تُعَد المعرفة الإحصائية مهمة في مجالات الأعمال والمجالات العلمية؛ لأنها توفر فهمًا أساسيَّا لكيفية جمع البيانات وتحليلها، وهذا المقرر الإحصائي التمهيدي مخصص للطلاب في مجموعة متنوعة من مجالات الدراسة والبحث، ويطبق الطلاب المفاهيم الأساسية في الإحصاء لتفسير نتائج مجموعة متنوعة من التقنيات الإحصائية مثل الإحصاء الوصفي والاستنتاجي، ولمراجعة وتحليل المعلومات الإحصائية بشكل ناقد، ومن خلال المحاضرات وحل المشكلات، يتمكن الطلاب من استخدام البرامج والتقنيات الإحصائية الأولية لتقييم العمل الإحصائي بشكل ناقد في تطبيقات العالم الحقيقي.

الجبر الخطي هو فرع من فروع الرياضيات ذو العديد من التطبيقات بما في ذلك الفيزياء الرياضية ونظرية الترميز، ويعرض هذا المقرر الدراسي المفاهيم الأساسية للجبر الخطي وتطبيقاتها، وتشمل الموضوعات الأساسية أنظمة المعادلات، والمصفوفات، والمحددات، ومساحات المتجهات، ومساحات المنتج الداخلية، والقيم الذاتية، والمتجهات الذاتية، ومن خلال المحاضرات والممارسة، يتعلم الطلاب تطبيق نظرية الجبر الخطي في المجالات التقنية.

يُعَد حل المشكلات العددية ذا أهمية كبرى لمجموعة من الخبرات والمهارات في علوم الحاسوب، وهذا المقرر الدراسي يدرس هذا المجال من الرياضيات، ويتضمن إنشاء صور مرئية للمشكلات، وفهم الخوارزميات، واستخدام مجموعة متنوعة من التطبيقات البرمجية لأغراض حل المشكلات العددية، وتشمل موضوعات صُنع القرار التي سيتم تناولها في هذا المقرر التحسين، وجداول النقل، ومشكلات التخصيص، والإحصاءات، والاحتمالات، ومن خلال مجموعة من تطبيقات إكسيل ونماذج البرمجة الخطية، يطبق الطلاب نظريات حل المشكلات العددية.

يُعتَبر الأساس القوي في الرياضيات ضروريًّا لحل العديد من المشكلات في صناعة الأعمال، ويقدم هذا المقرر لمحة عامة عن الرياضيات المفاهيمية والتطبيقية، بما في ذلك حل المعادلات الجبرية، والتعبيرات الجبرية، بما في ذلك التعبيرات كثيرة الحدود والجذرية والأسية واللوغاريتمية، متبوعًا بحل المسائل المتعلقة بالأعمال، مثل: الفائدة البسيطة والمركبة، والنسبة المئوية للعلامات التجارية والتخفيضات، وتحليل التعادل، وكيفية تحليل مجموعة متنوعة من الرسوم البيانية. ومن خلال مجموعة متنوعة من المحاضرات والتطبيقات الواقعية والممارسة المستقلة، يتعلم الطلاب كيفية استخدام الرياضيات بشكل فعَّال في حياتهم الشخصية والمهنية.

يُعَد حساب التفاضل والتكامل ضروريًّا في فهم مشكلات العالم الحقيقي المتعلقة بالفيزياء والهندسة، ويعتمد هذا المقرر على النظريات الرياضية السابقة والمهارات التطبيقية، لتعريف الطلاب بنظرية وتطبيق التكاملات.  ومن خلال المحاضرات وأنشطة حل المشكلات، يتعلم الطلاب ربط تطبيقات التكامل بالمشكلات التقنية في برامجهم ومهنهم.

الكيمياء هي دراسة المادة وكيفية تفاعلها مع مادة أخرى، مما يجعلها علمًا أساسيًّا للمهندسين، ويزود هذا المقرر الطلاب بالمبادئ الأساسية للكيمياء العامة من خلال التعريف ببنية المادة ووحدات القياس قبل الانتقال إلى أنواع التفاعلات الكيميائية، والحسابات المتكافئة، وخصائص الجدول الدوري، والترابط الكيميائي، والهندسة الجزيئية، ويغطي الجزء الأخير الحلول والكيمياء الكهربائية، بحيث يطور الطلاب فهمًا أعمق للمفاهيم في مقرراتهم التقنية، من وجهة نظر جزئية. وسيقوم الطلاب بدراسة النظرية من خلال المحاضرات ومقاطع الفيديو، ثم تطبيق هذه المعرفة على المسائل الكيميائية.

تستخدم الكيمياء في العديد من المجالات الهندسية، مثل: التصنيع ومنشآت الإنتاج، وتصنيع المزيد من المواد الكيميائية ذات القيمة العالية للمنتجات طويلة الأمد، وسيعمل مقرر الكيمياء الحالي على توسيع معرفة الطلاب السابقة بالمفاهيم الكيميائية الأساسية إلى تفاعلات كيميائية أكثر تعقيدًا.  

يبدأ هذا المقرر الدراسي بحسابات متعمقة في القياس المتكافئ من حيث صلتها بالتفاعلات الكيميائية، خاصة الكيمياء الحمضية القاعدية والتوازن الكيميائي، وبعد ذلك يتعرف الطلاب على الغازات والكيمياء الحرارية، والحركية الكيميائية، وكيمياء الهيدروكربون، وعلم المعادن، ويستخدم الطلاب مهاراتهم في حل المشكلات لتطبيق المعرفة النظرية على المشكلات العملية التي يمكن مواجهتها في الهندسة.

هناك العديد من تطبيقات الكيمياء في مجال الرعاية الصحية، ويستعرض هذا المقرر الدراسي المفاهيم الأساسية للمادة والكيمياء، بحيث يمكن للطلاب دراسة المزيد من الموضوعات الوسيطة، مثل: القواعد الحمضية في المحاليل، والحركية الكيميائية، والكيمياء الكهربائية؛ لأنها مرتبطة بمهن الرعاية الصحية، ويُختَتم المقرر بمقدمة في الكيمياء النووية وتطبيقاتها.  ومن خلال المحاضرات والمناقشات الصفية، سيتمكن الطلاب من توسيع معرفتهم وربطها بمهنة الرعاية الصحية الخاصة بهم.

تعتمد صناعة البترول على كيمياء المنتجات البترولية، ويزود هذا المقرر طلاب المعالجة الكيميائية بفهم أكبر للمفاهيم الكيميائية التي تشكل أساس التكنولوجيا الكيميائية في صناعة البترول، ويقدم هذا المقرر لمحة عامة عن عملية فصل وتحويل البتروكيماويات الأساسية للبترول والغاز الطبيعي، والتي تعتبر بارزة في صناعة ومعالجة الهيدروكربونات، ومن خلال المحاضرات والمناقشات الصفية، يستكشف الطلاب هذه الموضوعات ويربطونها بالصناعة المحلية المعاصرة.

الفيزياء هي الأساس العلمي والرياضي الذي تُبنى عليه المقررات التقنية العليا، ويقدم هذا المقرر الدراسي للطلاب مبادئ ومفاهيم وتطبيقات الفيزياء الأساسية المتعلقة بخصائص المواد، وميكانيكا الموائع، والصوت، ودرجة الحرارة، والنظرية الحركية، والحرارة، والديناميكا الحرارية، والكهرباء، والمغناطيسية، والضوء، ومن خلال الجمع بين المحاضرات وحل المشكلات، يتم تعزيز فهم الطلاب حتى يتمكنوا من تطبيق المعرفة النظرية على مواقف الحياة الواقعية.

الفيزياء هي دراسة الطبيعة والظواهر الطبيعية، وهي ضرورية للتقدم في مجال الرعاية الصحية، وتعزز هذا المقرر كفاءة الطلاب في مبادئ ومفاهيم الفيزياء الأساسية في الميكانيكا والسوائل والحرارة والصوت والكهرباء، ومن خلال المحاضرات ومناقشات الحجرة الدراسية وحل المشكلات، يتمكن الطلاب من تطبيق هذه المفاهيم على مهنتهم في مجال الرعاية الصحية.

إن فهم الأساليب الأساسية الكامنة وراء الاكتشافات العلمية وكيفية تأثيرها على الحياة اليومية أمر مهم لفهم كيفية ارتباط العالم من حولنا، وهذا المقرر يقدم للطلاب مختلف تخصصات العلوم وعلاقاتها بالتطبيقات اليومية.  ويبحث هذا المقرر في كيفية تشكيل العلم لحياتنا اليومية من خلال التكنولوجيا، وكيف أدى استخدام العلم والطريقة العلمية إلى حل المشكلات في الماضي، وكيف سيتطور لحل مشكلات المستقبل، وهذا المقرر يعرِّف الطلاب على النهج متعدد التخصصات في العلوم من خلال مناقشات علم الأحياء والكيمياء والرياضيات والفيزياء، وكيفية تطبيقها على مواقف ومشكلات حقيقية، ومن خلال المحاضرات ومناقشات الحجرة الدراسية والبحث الفردي، سيقوم الطلاب بدراسة موضوعات مثل: تغيُّر المناخ، والطب، والاتصالات، والطاقة، والسفر إلى الفضاء.

للعلم تأثير مباشر على البيئة، ومن المهم فهم هذه العلاقة لحماية صحة الإنسان والبيئة في المستقبل، وهذا المقرر مخصص للطلاب في برامج العلوم الاجتماعية للدراسة كمقدمة لمجالات العلوم، وكيف يؤثر العلم على البيئة، ويُركِّز هذا المقرر على القضايا والأزمات البيئية المحلية والعالمية، وكيفية تطورها، وكيف يساهم العلم في حلها، وستتم دراسة القضايا البيئية من خلال دراسات الظواهر والبحوث والمناقشات الجماعية.