|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ |
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики МИРЭА
|
УТВЕРЖДАЮ Декан факультета кибернетики «____» ______________ 20____ г. | СОГЛАСОВАНО Учебно-методический совет факультета кибернетика _______________________ «____» ______________ 20____ г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Б.2.В.06. Биофизика
Направление подготовки
201000 «Биотехнические системы и технологии»
Профиль подготовки
Биотехнические и медицинские аппараты и системы
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Москва 2011
1. Цель освоения дисциплины
Цель дисциплины «Биофизика» состоит в том, чтобы дать студентам знания о физических основах деятельности функциональных систем человека; знаний физических методов оценки функции органов и систем; умения работать с необходимой справочной литературой; опыта применения основных методов исследования человека в медико-технической области.
Дисциплина «Биофизика» имеет своей целью формирование у обучающихся общекультурных (ОК-2, ОК-3, ОК-14) и профессиональных (ПК-1, ПК-2, ПК-5, ПК-18, ПК-20) компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 201000 «Биотехнические системы и технологии» (квалификация (степень) «Бакалавр»).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
· биологические и физические принципы организации биосистем;
· биофизические основы функционирования клеток и клеточных структур, тканей, органов и систем организма;
· механизмы преобразования и кодирования информации в биологических системах;
· термины и определения, используемые в биофизике.
Уметь:
· обосновывать модельные представления о биологических объектах при изучении биофизических процессов.
Владеть:
· медицинской терминологией для понимания и описания процессов, проходящих в живых организмах.
Целью освоения дисциплины являются:
· изучение биофизических процессов в биосистемах и их структурных элементах различного уровня;
· ознакомление с соответствующей терминологией, литературой, биофизическими методами исследований проявлений жизнедеятельности;
· применение полученных знаний в медико-технической области.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Биофизика» относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла.
Для изучения дисциплины «Биофизика» обучающимся необходимо:
Знать:
· фундаментальные законы природы и основные физические законы функционирования организма;
Уметь:
· применять физические и химические законы для решения практических задач;
Владеть:
· навыками практического применения законов физики и химии;
Эти знания, умения и навыки должны быть приобретены в результате освоения следующих дисциплин, предшествующих дисциплине « Биофизика»:
· Общая биология;
· Физика;
· Химия;
Инженерная биофизика; Дисциплина является предшествующей для следующих дисциплин и практик:
· Теоретические основы моделирования в медицине;
· Биомедицинские аппараты в лечебных комплексах;
· Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий;
· Математическое моделирование в биологии и медицине.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)
В результате освоения дисциплины «Биофизика» обучающийся частично обладает следующими компетенциями в виде знаний, умений, владений:
· способен логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь:
- умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, используя специальные термины из области биофизики и медицины;
· готов к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3):
- готов к кооперации с коллегами и специалистами из естественнонаучной области и медицины;
· готов владеть одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного (ОК-14):
- владеет одним из иностранных языков для чтения научных и экспериментальных трудов в области биофизики;
· способен представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-1):
- способен описывать биофизические процессы на языке математических символов;
· способен выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2):
- умеет выявить и формализовать сущность биофизических проблем и привлечь для их решения соответствующий физико-математических аппарат;
· готов использовать основные приемы обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);
- умеет использовать основные приемы обработки и представления экспериментальных данных;
· способен осуществлять сбор и анализ медико-биологической и научно-технической информации, обобщать отечественный и зарубежный опыт в сфере биотехнических систем и технологий, проводить анализ патентной литературы (ПК-18):
- готов осуществлять сбор и анализ медико-биологической и биофизической информации в сфере анализа биотехнических систем и технологий;
· готов к участию в проведении медико-биологических, экологических, и научно-технических исследований с применением технических средств, информационных технологий и методов обработки результатов (ПК-20);
- может участвовать в проведении медико-биологических исследований с применением информационных технологий и методов обработки результатов исследования.
4. Содержание дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы (144 часа).
4.1. Наименование и содержание разделов дисциплины (модуля)
№ раздела | Наименование раздела | Содержание раздела |
1. | Физическая работоспособность | Два типа работы. Источники энергии, изменение кровоснабжения. Состояние тренированности, особенности тренировки при статических и динамических нагрузках. Тепловой баланс, механизмы теплопродукции и теплоотдачи. |
2. | Системы восприятия сигналов внешней среды | Сенсорная система с точки зрения теории информации. Датчики - рецепторы. Рецепторный потенциал. Адаптация рецептора. Виды порогов. Общая чувствительность тела – механорецепция, проприоцепция, ноцицепция, терморецепция. Кодирование и декодирование сигналов, канал связи. Интенсивность сигнала и частота потенциалов действия. |
3. | Биофизика зрения | Строение глаза, его части и их назначение. Хрусталик, аккомодация. Зрачок, его регуляция. Сетчатка, фоторецепторы, родопсин. Восприятие цвета. Методы исследования глаза. Методы коррекции зрения. |
4. | Биофизика слуха. | Три камеры органа слуха. Трансформация звуковых колебаний. Механизмы усиления сигнала. Костная проводимость. Чувство равновесия и положения в пространстве. Полукружные каналы. Методы исследования слуха. |
5. | Интегративные функции головного мозга | Электрическая активность нейронов. Связи коры. Электрограмма и электроэнцефалограмма. Память сенсорная и соматическая. Основа памяти, законы памяти. Циркадианные (околосуточные) ритмы. Эмоции и поведение. Лимбическая система. + |
6. | Системы обеспечения жизнедеятельности | Интеграция и иерархия систем восприятия информации, анализа, запоминания, реагирования и поддержания гомеостаза. |
4.2. Разделы дисциплины (модуля), виды учебной работы и формы аттестации
№ | Семестр* | Неделя семестра | Виды учебной работы и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости
Форма промежуточной аттестации | Макс. кол-во баллов | |||
ЛК | ЛБ | ПР | СР | |||||
1 | 4 | 1-3 | 6 | 6 | 6 | Устный опрос на практическом занятии | 4 | |
2 | 4 | 4-6 | 6 | 6 | 6 | Устный опрос на практическом занятии | 4 | |
3 | 4 | 7-9 | 6 | 6 | 6 | Устный опрос на практическом занятии Домашнее контрольное задание | 4 18 | |
4 | 4 | 10-12 | 6 | 6 | 6 | Устный опрос на практическом занятии | 4 | |
5 | 4 | 13-15 | 6 | 6 | 6 | Устный опрос на практическом занятии | 4 | |
6 | 4 | 16-18 | 6 | 6 | 6 | Устный опрос на практическом занятии Контрольная работа №1 | 4 18 | |
36 | 36 | 36 | Экзамен | 40 | ||||
ИТОГО: | 100 |
* Столбец включается в таблицу при 2-х и более семестрах изучения дисциплины (модуля).
4.3. Лабораторные работы
Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены
4.4. Практические занятия
№ | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий | Трудоемкость |
1. | 1 | Физическая работоспособность и тренировка | 3 |
2. | 2 | Общие принципы восприятия информации | 3 |
3. | 3 | Оптическая система глаза | 6 |
4. | 4 | Биоакустика | 6 |
5. | 5 | Память, законы и способы ее улучшения | 6 |
6. | 6 | Эмоции и поведение | 6 |
7. | 6 | Анализ и синтез информации в головном мозге | 6 |
5. Образовательные технологии
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 201000 Биотехнические системы и технологии (квалификация (степень) «бакалавр») удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, должен составлять не менее 20% общего объема аудиторных занятий, при этом занятия лекционного типа не могут составлять более 40% общего объема аудиторных занятий.
На практических занятиях широко используется метод активного и интерактивного обучения – анализ и решения конкретной ситуации.
Примеры конкретных ситуаций на практических занятиях: изучение параметров, отвечающих за общую чувствительность тела – механорецепция, проприоцепция, ноцицепция, терморецепция.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы обучающихся. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
По дисциплине «Биофизика» в качестве самостоятельной работы предусмотрено: подготовка к практическим занятиям, домашнее контрольное задание.
Примерные задания контрольных работ для проведения текущего контроля
Задание контрольной работы
Вариант №1
1.Физические основы измерения пульса, артериального давления и кровотока.
Вариант №2
1.Механика желудочков сердца и работы клапанов.
Вариант №3
1. Механика сердечной мышцы.
Домашнее контрольное задание выполняется по выбранной обучающимся теме в соответствии с темами практических занятий.
Примеры домашнего контрольного задания:
I. Биофизические свойства механорецепторов
1) Определить назначение и принцип работы механорецепторов
2) Описать устройство и функцию различных видов механорецепторов
3) Привести технический аналог, действующий на сходном принципе
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
II. Биофизика органа слуха
1) Определить назначение и принцип работы слухового анализатора
2) Описать устройство, объяснить назначение трёх отделов органа слуха,
3) охарактеризовать основные повреждения органа слуха и способы коррекции
4) привести технический аналог, действующий на сходном принципе
а) основная литература:
1. Биофизика: Учеб. пособие для вузов / . — СПб.: Лань, 2008. — 595 с.: ил. — (Классическая учебная литература по физике).
2. Молекулярная и клеточная биофизика: Пер. с англ. / М. Джаксон. — М.: Мир, 2009. — 551 с.
3. Основы физики и биофизики: Учеб. пособие для вузов / [и др.]; под ред. . — М.: Мир, 2008. — 383 с.
4. Биофизика кровообращения: Учеб. пособие / . — М.: МИРЭА, 2007. — 72 с.
5. Лекции по медицинской биофизике: Учеб. пособие для вузов / , . — М.: МГУ; Академкнига, 2007. — 432 с. — 560 с.
6. БИОФИЗИКА для инженерных специальностей в 2-х томах. I том «Биоэнергетика, биомембранология и биологическая электродинамика»/ , , под редакцией П и Самойлова , «Горячая линия - Телеком». 20с.
7. БИОФИЗИКА для инженерных специальностей в 2-х томах. II том «Биомеханика, информация и регулирование в живых системах»/ , , под редакцией П и Самойлова , «Горячая линия - Телеком». 20с.
б) дополнительная литература
1. Медицинская биофизика: Учеб. для вузов / . — СПб.: СпецЛит, 2007.
2. Медицинская и биологическая физика: Учеб. / . — М.: Высш. шк., 1999. — 638 с.
3. Физиология человека (ред. Р. Шмидт и Г. Тевс), в трёх томах, второе издание. Москва "Мир" 1996
в) программное обеспечение и Интернет - ресурсы:
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Лекционная аудитория должна быть оснащена презентационным оборудованием (персональный компьютер, мультимедийный проектор, экран, программа для создания и проведения презентаций, например, Microsoft Office PowerPoint).
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 201000 «Биотехнические системы и технологии» и профилю подготовки «Биотехнические и медицинские аппараты и системы».
Автор (ы)
Программа одобрена на заседании кафедры БМЭ
(протокол № ___ от «___» _______ 20__ г.)
Заведующий кафедрой БМЭ
