РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
/Ф. И.О./
__________ _____________ 2011г.
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОФИЗИКА АНАЛИЗАТОРОВ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов 020400.62 направления «Биология», профили ботаника, зоология, физиология, генетика, биоэкология; форма обучения – очная
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор (ы) работы //
«______»___________2011г.
Рассмотрено на заседании кафедры анатомии и физиологии человека и животных («12» апреля 2011 протокол ) Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем __14___стр.
Зав. кафедрой ___________________//
«______»___________ 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК биологического отделения ИМЕНиИТ (30 мая 2011 протокол )
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК________________________/ /
«______»_____________2011 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ ________________________
«______»_____________2011 г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра анатомии и физиологии человека и животных
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОФИЗИКА АНАЛИЗАТОРОВ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов 020400.62 направления «Биология», профили ботаника, зоология, физиология, генетика, биоэкология,
форма обучения – очная
Тюменский государственный университет
2011
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОФИЗИКА АНАЛИЗАТОРОВ. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020400.62 «Биология», профиль «Физиология человека», форма обучения - очная. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2011, 46 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.
Практика закрепляет знания и умения, приобретаемые обучающимся в результате освоения теоретических курсов, вырабатывают практические навыки, и способствует комплексному формированию общекультурных и профессиональных компетенций обучающегося.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Профильная учебная практика [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****, свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой анатомии и физиологии человека и животных. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: , д. м.н., профессор, заведующий кафедрой анатомии и физиологии человека и животных
© Тюменский государственный университет, 2011.
© 2011.
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОФИЗИКА АНАЛИЗАТОРОВ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020400.62 Биология. Профиль «Физиология человека», форма обучения – очная
Подписано в печать __________ г. Тираж _______экз.
Объем _______ п. л. Формат 60х84/16 Заказ № ________
Издательство Тюменского государственного университета
г. Тюмень, Семакова, 10
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:
1. Пояснительная записка:
1.1. Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины: формирование у студентов представлений о биофизических механизмах распространения и восприятия звуков (слух) и света (зрение).
Задачи курса включают необходимость интеграции определённых направлений физики, математики, информатики, химии и биологии для осуществления комплексного подхода в изучении ряда явлений на уровне живого организма и их систем.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Цикл Б3, дисциплина по выбору.
Содержание дисциплины: Механические колебания и волны. Звук, как частный случай упругих механических волн. Особенности анатомического строения периферического отдела слухового анализатора (наружное ухо, среднее ухо, внутреннее ухо). Современная теория звуковосприятия. Понятие о геометрической оптике. Строение глазного яблока человека. Механизм преобразования энергии фотона в нервный импульс.
Содержание данной дисциплины необходимо для освоения дисциплин - физиологии; генетики; биотехнологии, микробиологии.
1.3. Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.
В процессе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: ОК3, ОК4, ОК6, ОК17, ОК19, ПК2, ПК3, ПК4, ПК7, ПК8, ПК17, ПК18, ПК20, ПК22
Приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и другим проблемам, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК – 3);
- выстраивает и реализует перспективные линии интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования (ОК-4);
- использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК – 6);
- понимает и соблюдает нормы здорового образа жизни, владеет средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, готов к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-17);
-владеет основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-19).
Использует методы наблюдения, описания, идентификации, классификации, культвирования биологических объектов (ПК – 2);
демонстрирует знание принципов структурной и функциональной организации биологических объектов и механизмов гомеостатической регуляции, применяет основные физиологические методы анализа и оценки состояния живых систем (ПК – 3);
демонстрирует знание принципов клеточной организации биологических объектов, биофизических, биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов жизнедеятельности (ПК – 4);
- понимает роли эволюционной идеи в биологическом мировоззрении, имеет современное представление об основах эволюционной теории, о микро и макроэволюции (ПК –7);
- имеет базовые представления о закономерностях воспроизведения и индивидуального развития биологических объектов, использует методы получения и работы с эмбриональными объектами (ПК-8);
понимает, излагает и критически анализирует получаемую информацию и представляет результаты полевых и лабораторных биологических исследований (ПК – 17);
- применяет на производстве базовые общепрофессиональные знания теории и методов современной биологии (ПК-18);
- пользуется нормативными документами, определяющими организацию и технику безопасности работ (ПК-20);
- использует знания основ психологии и педагогики в преподавании биологии (ПК-22).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
· Знать:
принципы, закономерности, методы и современные направления биологии, физики живого, математики.
•Уметь:
Использовать методологические достижения и перспективные направления биофизики для решения биологических, медицинских, сельскохозяйственных проблем, диагностики состояния и охраны природной среды.
Проводить анализ научной литературы.
Приобретать новые знания, используя информационные технологии.
· Владеть:
широким спектром физических, математических, молекулярно-биологических, генетических методов, используемых в биофизике.
Навыками научной дискуссии.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 6. Форма промежуточной аттестации – экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы или 108 часа.
3. Тематический план.
Таблица 1.
Тематический план
№ п/п | Тема | недели семестра | Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час. | Итого часов по теме | Из них в интеракт-ивной форм е, в часах | Итого количество баллов | ||
Лекции | Семинарские (практические) занятия | Самостоятельная работа | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Модуль 1 | ||||||||
1.1 | Механические колебания и волны | 1 | 2 | 4 | 2 | 8 | 2 | 0-10 |
1.2 | Звук, как частный случай упругих механических волн | 3,5 | 4 | 8 | 4 | 16 | 2 | 0-17 |
1.3 | Особенности анатомического строения периферического отдела слухового анализатора (наружное ухо, среднее ухо, внутреннее ухо). | 7,9 | 4 | 8 | 4 | 16 | 2 | 0-17 |
1.4 | Современная теория звуковосприятия. | 11 | 2 | 4 | 2 | 8 | 2 | 0-9 |
Всего | 12 | 24 | 12 | 48 | 8 | 0-53 | ||
Модуль 2 | ||||||||
2.1 | Понятие о геометрической оптике | 13 | 2 | 4 | 2 | 8 | 2 | 0-16 |
2.2 | Строение глазного яблока человека | 15 | 2 | 4 | 2 | 8 | 2 | 0-16 |
2.3 | Механизм преобразования энергии фотона в нервный импульс | 17 | 2 | 4 | 2 | 8 | 2 | 0-15 |
Всего | 6 | 12 | 6 | 24 | 6 | 0-47 | ||
Итого (часов, баллов): | 18 | 36 | 18 | 72 | 0 – 100 | |||
Из них в интерактивной форме | 10 | 6 |
Таблица 2.
Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
№ темы | Устный опрос | Письменные работы | Итого количество баллов | ||||
собеседование | Лабораторная работа | Тест | реферат | семинар | |||
Модуль 1 | |||||||
0-4 | 0-6 | 0-3 | 0-5 | 0-6 | 0-5 | ||
1.1 | 0-5 | 0-5 | 0 - 10 | ||||
1.2 | 0-6 | 0-6 | 0-5 | 0-17 | |||
1.3 | 0-6 | 0-6 | 0-5 | 0-17 | |||
1.4 | 0-4 | 0-5 | 0-9 | ||||
Всего | 0-53 | ||||||
Модуль 2 | |||||||
2.1 | 0-5 | 0-6 | 0-5 | 0-16 | |||
2.2 | 0-5 | 0-6 | 0-5 | 0-16 | |||
2.3 | 0-4 | 0-6 | 0-5 | 0-15 | |||
Всего | 0-47 | ||||||
Итого | 0-100 |
Таблица 3.
Планирование самостоятельной работы студентов
№ | Модули и темы | Виды СРС | Неделя семестра | Объем часов | Кол-во баллов | |
обязательные | дополнительные | |||||
Модуль 1 | ||||||
1.1 | Механические колебания и волны | Подготовка к промежуточному тестированию | Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы | 1,2 | 2 | 0 -10 |
1.2 | Звук, как частный случай упругих механических волн | Подготовка к семинару по теме Реферат по теме | Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы Подготовка презентаций по теме реферата | 3,4,5 | 4 | 0 – 17 |
1.3. | Особенности анатомического строения периферического отдела слухового анализатора (наружное ухо, среднее ухо, внутреннее ухо). | Подготовка к семинару по теме Реферат по теме | Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы Подготовка презентаций по теме реферата | 6,7,8 | 4 | 0 – 17 |
1.4 | Современная теория звуковосприятия. | Подготовка к коллоквиуму Подготовка к семинару по теме | Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы Подготовка презентаций по теме реферата | 9,10 | 2 | 0-9 |
Всего по модулю 1: | 12 | 0-53 | ||||
Модуль 2 | ||||||
2.1 | Понятие о геометрической оптике | Проверочный тест по предыдущему модулю Подготовка к собеседованию | Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы | 11,12 | 2 | 0 – 16 |
2.2 | Строение глазного яблока человека | Подготовка к семинару по теме Подготовка к промежуточному тестировавнию | Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы | 13,14 | 2 | 0 – 16 |
2.3. | Механизм преобразования энергии фотона в нервный импульс. | Подготовка к коллоквиуму Подготовка к семинару по теме | Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы Составление презентаций (по выбору) | 11,115,16 | 2 | 0 - 15 |
Всего по модулю 2: | 6 | 0-47 | ||||
ИТОГО: | 18 | 100 | ||||
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
1 | Биофизика | + | + | + | + | + | + | + |
2 | Генетика | + | + | + | + | |||
3 | Физиология | + | + | + | + | |||
4 | Биотехнология | + | + | |||||
5 | Биохимия | + | + | + | + |
5. Содержание дисциплины.
Лекция №1
Механические колебания и волны. Гармонические, затухающие и вынужденные колебания. Основные характеристики колебательных процессов (амплитуда, частота, период и фаза колебаний). Продольные и поперечные механические волны. Плоская волна. Фронт волны. Фазовая скорость. Длина волны.
Лекция №2
Полная энергия при гармоническом колебании. Объемная плотность энергии волн. Плотность потока энергии волн. Вектор Умова. Звук, как частный случай упругих механических волн. Источники звуков, голосовой аппарат человека. Понятие о слуховой рецепции. Классификация звуков.
Лекция №3
Физические характеристики звуковой волны: длина волны, интенсивность энергии звуковых волн, порог слышимости, порог болевого ощущения, логарифмическая шкала уровней интенсивности звука и звукового давления. Связь между субъективными характеристиками звука и его физическими параметрами. Психофизический закон Вебера-Фехнера.
Лекция №4
Особенности анатомического строения периферического отдела слухового анализатора (наружное ухо, среднее ухо, внутреннее ухо). Понятие волнового сопротивления среды. Уравнение Релея и роль звукопередающих косточек среднего уха.
Лекция №5
Современная теория звуковосприятия. Дисперсия частоты звуковых колебаний на основной мембране улитки. Бинауральноё восприятие звука. Роль ушных раковин для восприятия и ориентации на источник звука.
Лекция №6
Понятие о геометрической оптике. Аберрации линз (сферическая аберрация, хроматическая аберрация, дисторсия, астигматизм). Понятие о центрированной оптической системе.
Лекция №7
Строение глазного яблока человека. Глаз как центрированная оптическая система. Механизм аккомодации глаза. Разрешающая способность глаза, понятие об остроте зрения. Компенсация аберраций оптической системой глаза.
Лекция №8
Аномалии рефракции глаза (миопия, гиперметропия, пресбиопия), их коррекция. Световые величины (сила света, световой поток, светимость, яркость, освещенность). Световой эталон.
Лекция №9
Светочувствительность глаза. Спектральная чувствительность глаза. Видность излучения. Особенности гистологического строения сетчатой оболочки глаза. Молекулярная структура зрительных пигментов (родопсин, иодопсин, порфиропсин, цианопсин). Цветовосприятие.
Лекция №10
Изменения в молекуле родопсина при поглощении кванта света. Цикл цис-транс изомеризации родопсина. Особенности структурной организации палочек, локализация молекул родопсина в мембранах палочек. Механизм преобразования энергии фотона в нервный импульс. Процесс фотохимического усиления.
Лекция №11
Структурные изменения в мембранах палочек при получении кванта света. Методы изучения. Психофизический закон Вебера-Фехнера применительно к зрительному анализатору.
6. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Таблица 4 | ||||||||||||||||||||
Осуществляемые студентами виды самостоятельных работ при изучении дисциплины и контроль за их выполнением
|
Дидактические материалы для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:
Контрольные вопросы Уравнение плоской волны. Длина волны. Поток энергии волн, интенсивность потока энергии волн. Вектор Умова. Волновое сопротивление среды. Уравнение Релея. Звук, как частный случай упругих механических колебаний. Классификация звуков. Логарифмическая шкала уровней интенсивности звука и звукового давления. Скорость распространения звука в среде. Понятие о звуковой рецепции. Субъективные характеристики звука (высота звука, тембр звука, громкость звука) и их взаимосвязь с физическими, объективными характеристиками. Психофизический закон Вебера-Фехнера. Роль ушных раковин для восприятия и ориентации на источник звука. Роль звукопередающих косточек среднего уха в восприятии звука. Биофизический механизм звуковой рецепции (дисперсия частоты на основной мембране внутреннего уха). Воспринимаемый человеком диапазон частот звука. Свет. Природа света. Волновые и корпускулярные свойства света. Уравнение электромагнитной волны. Вектор Умова-Пойтинга. Фотобиологические процессы. Свет естественный и поляризованный. Закон Малюса. Закон Брюстера. Поляриметр – его устройство и принцип работы. Использование поляриметра для определения концентраций оптически активных веществ. Законы преломления света. Рефрактометр – его устройство и назначение. Глаз как центрированная оптическая система. Преломляющие среды глаза и их характеристики. Аккомодация глаза. Аномалии рефракции глаза и их коррекция. Сферическая и хроматическая аберрации глаза и их компенсация. Молекулярная структура зрительных пигментов. Цветовосприятие. Особенности структурной организации палочек. Изменения в мембранах палочек при поглощении кванта света. Методы изучения. Изменения в молекуле родопсина при поглощении кванта света. Методы изучения. Механизм преобразования энергии фотона в нервный импульс. Механизм фотохимического усиления.7. Образовательные технологии.
При реализации различных видов учебной работы в ходе освоения дисциплины используются:
- мультимедийные средства обучения;
- работа с препаратами и микроскопами;
- модульно-рейтинговые технологии организации учебного процесса;
- тестирование;
- интерактивные технологии
Таблица 5 | ||||||||||||||||
Виды образовательных технологий, применяемых в ходе освоения дисциплины
|
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
8.1 Основная литература:
1. Конспект лекций.
2. Современные методы биофизических исследований (практикум по биофизике) под ред.
3. , «Биофизика»
4. , «Биофизика»
5. , , «Биофизика»
8.2 Дополнительная:
1. , , «Биофизика»
2. , «Медицинская и биологическая физика»
3. Л. Страйер «Биохимия»
8.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
1. www.
2. www. *****
3. www. *****
4. Пакет для компьютерного тестирования
9. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.
