Биофизика
Скачать 0.66 Mb.
|
| Тематический план лекций Учебная дисциплина – биофизика Направление подготовки – стоматология Семестр – 1 Курс –1
Рассмотрено на заседании кафедры медицинской и биологической физики Зав. кафедрой, доцент А.А. Карякин Тематический план практических занятий Учебная дисциплина – биофизика Направление подготовки – стоматология Семестр – 1 Количество часов, отведенное на курс, цикл – 48 час. Курс –1
Рассмотрено на заседании кафедры медицинской и биологической физики Зав. кафедрой, доцент А.А. Карякин Приложение 2 к рабочей учебной программе МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ биофизика 1. Современные подходы к проблематике дисциплины Биофизика – наука, изучающая физические свойства биологических процессов и физические закономерности процессов, лежащих в основе функционирования живых тканей. Поскольку объектом исследования является организм, она в полной мере использует универсальный характер основных физических законов и строгость математических подходов при изучении процессов жизнедеятельности его. Изучение биологических явлений осуществляется методами теоретической и экспериментальной физики, которые трансформировались в связи с особенностями биологического объекта. Так как ФГОС третьего поколения реализуется компетенстностный подход, то целью изучения дисциплины является формирование общекультурных и профессиональных компетенций предусмотренных стандартом. Курс «Биофизики», задача которого объяснение физических и физико- химических механизмов, лежащих в основе функционирования живой клетки, повышает мотивацию преподавания таких дисциплин как физика, математика, химия в медицинском вузе. Кроме того, нет других учебных дисциплин, которые бы рассматривали физические и физико- химические аспекты современного изучения клетки и надклеточных образований. Биофизика является основой для изучения физиологии, патологической физиологии, клинических дисциплин. «Только физика и химия дают ключ к разъяснению …. физиологических и патологических процессов, которые совершаются в организме. Медик должен усвоить не столько отрывочные факты прикладного естествознания, сколько общий строй науки, способ научного мышления, приемы и методы исследования». Поэтому очень разумно выделенные часы в вариативной части на этот курс. Изучение материала осуществляется в логике изложения разделов: 1. Биофизика клетки, 2. Элементы биологической термодинамики, 3. Биофизические основы электрографии органов и тканей, 4. Биомеханика, 5. Биофизика органов чувств, 6. Действие ионизирующего излучения на клетку. Содержание дисциплины базируется на дидактических принципах: фундаментальности, научности, межпредметных связей и профессиональной направленности. Формами организации занятий являются лекции, практические занятия, лабораторные работы и самостоятельная работа студентов. Основная форма – лекции, но так как объем часов ограничен, преподаватель на лекции дает обоснованную мотивацию изучения раздела, акцентирует внимание на наиболее сложных вопросах, демонстрирует применение математических и физических моделей для изучения биологических систем. Практические занятия способствуют более глубокому усвоению могут проводиться в форме семинаров, дискуссий, деловых игр, решений ситуационных задач. Лабораторный практикум предполагает приобретение студентами практических навыков и умений, касающихся различных методов измерений, статистической обработке результатов, анализа и выводов по определенной тематике. 2. Образовательные технологии Под образовательной (педагогической) технологией рассматривается системное и последовательное воплощение на практике спроектированного процесса обучения, система способов и средств достижения целей управления этим процессом. Выделим образовательные технологии, используемые при реализации различных видов учебной работы студентов по дисциплине «Биофизика»: технология модульного обучения, технология знаково-контекстного обучения, технология игрового обучения, информационно-компьютерная технология обучения. Центральным понятием технологии модульного обучения является понятие «модуль». Под модулем следует понимать автономную организационно-методическую структуру учебной дисциплины, которая включает в себя дидактические цели, логически завершенную единицу учебного материала, методическое руководство (в том числе дидактические материалы и систему контроля). Содержание дисциплины «Биофизика» осуществляется в логике изложения разделов: 1. Биофизика клетки, 2. Элементы биологической термодинамики, 3. Биофизические основы электрографии органов и тканей, 4. Биомеханика, 5. Биофизика органов чувств, 6. Действие ионизирующего излучения на клетку. Каждый раздел можно рассматривать как модуль, который включает формы проведения занятий: лекции, практические занятия, лабораторные работы, самостоятельная работа студентов. Каждый модуль – раздел имеет дидактические материалы, оборудование и методические руководства к лабораторным работам, систему контроля. Для формирования личности будущего врача в медицинском вузе необходимо организовывать знаково-контекстное обучение, которое обеспечит трансформацию познавательной деятельности в профессиональную деятельность. Основной характеристикой образовательного процесса контекстного типа является моделирование на языке знаковых средств предметного содержания будущей профессиональной деятельности специалиста. Учебная игра есть целеустремлённая самостоятельная деятельность студентов, направленная на усвоение конкретных знаний, умений и навыков их применения для достижения цели игры. При реализации информационно-компьютерной технологии обучения кафедра медицинской и биологической физики использует компьютерный класс, в котором проводятся лабораторные работы, контрольное тестирование студентов. Также студенты могут использовать сайт кафедры, где выложены методические рекомендации по выполнению лабораторных работ, вопросы к подготовке к практическим занятиям и коллоквиумам, а также вопросы к текущему и итоговому контролю. 2.1. Активные и интерактивные формы проведения занятий Активная форма обучения предполагает взаимодействие студентов и преподавателя, при котором студент не пассивный слушатель, а активный участник проведения практических занятий по математике, физике соответствует этой форме. Каждый студент участвует в обсуждении темы, предлагает методы решения задачи, обосновывает свой выбор. Преподаватель координирует работу, направляет обсуждение материала от известных истин к тем, что в процессе занятия только предстоит узнать, акцентирует внимание на главном, объясняет сложное при участии студентов и организует контроль усвоения. Интерактивные формы обучения в отличии от активных ориентированы на более широкое взаимодействие студентов не только с преподавателем . но и друг с другом и на доминирование активности студентов в процессе обучения. Место преподавателя на интерактивных занятиях сводится к направлению деятельности студентов на достижение целей занятий. Проведение занятий лабораторного практикума соответствует этой форме. Студенческая группа делится на творческие объединения по 2 -3 человека, которые выполняют определенное программное исследование. Обязательна домашняя подготовка по теме, где используется основная, дополнительная литература, материал лекций, а студенческий минимум определен контрольными вопросами. Например, подгруппа готовит работу «Измерение артериального давления крови» и теоретически ознакомлена с методом, физическими основами его и границами применимости. На самом занятии перед ними ставится задача приобретение навыков измерения артериального давления, вычисления работы сердца. Студенты проводят исследования, позволяющее ответить на вопрос, зависит ли давление крови от физической нагрузки и как при этом изменяется работа сердца. Они обеспечиваются необходимым оборудованием, методическими указаниями к проведению исследования. Определив цель, составляют план работы, обсуждают с преподавателем и после его уточнения и одобрения проводят эксперимент. При этом приобретают навыки организации самого процесса исследования, навыки работы с аппаратурой, измерительным оборудованием, навыками оценки абсолютной и относительной погрешности, проведения вычислительных операций. У студентов формируются умения работать в коллективе и привносить свой индивидуальный опыт в процесс измерений, вычислений. Они активны на каждом этапе занятия: от распределения обязанностей в подгруппе в начале работы, проведения эксперимента, обсуждения результатов и выводов в конце. Совместная деятельность означает, что каждый вносит свой вклад, в ходе работы идет обмен знаниями, способами деятельности. Создается среда образовательного общения. Преподаватель вместе с новыми знаниями подводит студентов к самостоятельному поиску, и его задачей становится создание условий для их инициативы. 2.2. Организация и контроль самостоятельной работы обучающихся Самостоятельная работа студентов предусмотрена по всем разделам (модулям) дисциплины «Биофизика» и включает работу с учебной литературой и самостоятельное решение задач. Контроль самостоятельной работы студентов осуществляется при проверке конспектов и тематических заданий. 3. Принципы и критерии оценивания результатов обучения Контроль должен полностью соответствовать содержанию, проводиться систематически и быть хорошо организован. В процессе обучения используются различные виды контроля:
Для проведения применяются следующие средства контроля:
Итоговый контроль: зачет по дисциплине проводится в два этапа:
Если студент выполнил правильно 70-100% итогового теста, то от второго этапа освобождается. Устное собеседование проводится только со студентами, которые ответили правильно менее 70%. Приложение 3 к рабочей учебной программе МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ биофизика 1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 1: «Биофизика клетки» Тема № 1: Строение и функции мембран, транспорт веществ через мембрану. Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о функциях, строении мембран, вида транспорта веществ через мембрану. В результате изучения темы студент должен знать: что такое биологическая мембрана и какие функции она выполняет; строение мембраны; физико- химические свойства мембран; виды транспорта веществ; уравнения Теорелла, Нерста- Планка, Фика.. уметь: математически описывать пассивный транспорт веществ; объяснять модели мембран; давать характеристики движения липидов, белков в мембране; объяснять принцип работы K- Na АТФ-азы. владеть: навыками вычисления плотности потока вещества через мембрану. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
5. Основная и дополнительная литература к теме
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 1: «Биофизика клетки» Тема № 2: Потенциал покоя, потенциал действия. Физические основы электрографии. Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о формировании на мембране потенциала покоя, генерации потенциала действия и его распространении, возможностях измерения потенциалов с целью диагностики. В результате изучения темы студент должен знать: как возникает потенциал покоя на мембране; формулу Нерста; уравнение Гольдмана- Ходжкина-Катца; что такое потенциал действия; фазы потенциала действия; как распространяется потенциал действия по миелиновым и безмиелиновым мембранам; метод регистрации потенциала. уметь: вычислять потенциал покоя; объяснять механизм генерации потенциала действия и его распространение; объяснять физические основы теории Эйнтховена. владеть: навыками применения формулы Нерста, уравнения Гольдмана- Ходжкина-Катца для вычисления потенциала покоя. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
5. Основная и дополнительная литература к теме
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы 1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 3: «Биоэлектродинамика» Тема № 3 Регистрация ЭКГ и построение электрической оси сердца. Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о биофизических основах электрокардиографии. В результате выполнения лабораторной работы студен должен знать: что такое электрокардиограф; теорию Эйнтховена; блок- схему электрокардиографа. уметь: объяснять основные положения теории Эйнтховена; объяснять возникновение зубцов ЭКГ; находить положение электрической оси сердца по результатам ЭКГ; вычислять ЧСС по ЭКГ. владеть: навыками наложения электродов при регистрации ЭКГ; навыками анализа ЭКГ; навыками построения электрической оси сердца. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
5. Основная и дополнительная литература к теме
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы 1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 4: «Биомеханика» Тема № 4: Измерение артериального давления и вычисление работы сердца. Цель занятия: сформировать и систематизировать знания биофизических основ кровообращения. В результате выполнения лабораторной работы студен должен знать: геологические свойства крови; основные гемодинамические показатели; методы измерения давления крови. уметь: вычислять работу сердца; объяснять применимость законов гидродинамики для гемодинамики. владеть: навыками расчета работы сердца; навыками измерения давления крови; навыками статистической обработки результатов измерений. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
5. Основная и дополнительная литература к теме
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы 1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 4: «Биомеханика» Тема № 5: Определение размеров эритроцитов при помощи лазера. Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о вынужденном излучении, его свойствах и применении в медико- биологических исследованиях. В результате выполнения лабораторной работы студен должен знать: природу вынужденного излучения; свойства излучения; принцип получения вынужденного излучения; реологические свойства крови. уметь: объяснять принцип получения излучения на примере гелий- неонового рубинового лазера; определять длину волны излучения лазера при помощи дифракционной решетки; вычислять радиус эритроцитов по результатам исследования; объяснять особенности движения эритроцитов в сосудах разного диаметра. владеть: навыками статистической обработки результатов эксперимента; навыками вычисления с помощью калькулятора значений элементарных функций. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
5. Основная и дополнительная литература к теме
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 4: «Биомеханика» Тема № 6: Определение физической работоспособности при помощи велоэргометра Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о физических основах функционирования опорно- двигательного аппарата человека. В результате выполнения лабораторной работы студен должен знать: структуру и функции элементов ОДА; как определяется подвижность скелета и кинематических цепей в ней; рычаги и рода, силы и скорости в скелете; механические свойства костной, мышечной ткани, сухожилий, связок; молекулярную организацию мышц; уравнение Хилла. уметь: вычислять подвижность соединений в скелете; объяснять действия рычагов на примерах в теле человека; оценивать работу механизма сокращения мышц как кинематического двигателя; объяснять зависимость, полученную Хиллом; исследовать двигательную активность и физическую подготовленность при помощи велоэргометра. владеть: навыками построения графиков и определения по ним исследуемых параметров. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
5. Основная и дополнительная литература к теме
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы 1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 5: «Биофизика органов чувств» Тема № 7: Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости. Определение остроты слуха при помощи аудиометра. Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о звуковых волнах и основах аудиометрии. В результате выполнения лабораторной работы студен должен знать: что такое звук, физиологические характеристики звука и их соответствия физическим; закон Вебера – Фехнера; единицы измерения интенсивности, уровни интенсивности, громкости; физические основы звуковых методов в медицине; биофизику слуха. уметь: строить логарифмическую шкалу интенсивности; находить соответствие между громкостью и интенсивностью звука на разных частотах по кривым равной громкости; проводить исследование слуха при помощи аудиометра. владеть: навыками работы на ПК. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
5. Основная и дополнительная литература к теме
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы 1. Тема занятия, его цели и задачи Раздел 3: «Биоэлектродинамика» Тема № 8: Действие постоянного и импульсного токов на биоткани. Определение реобазы и хронаксии по кривой электровозбудимости. Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о действии токов на живые ткани и применение их в медицине. В результате изучения темы студен должен знать: физические и физиологические действия постоянного тока на биологические ткани; методы физиотерапии постоянным током; характеристики импульса, импульсный ток и их физиологическое значение; законы раздражающего действия импульсного тока. уметь: обосновывать правило введения лекарственного вещества в методе лекарственного электрофореза; вычислять характеристики электрического импульса и тока; формулировать законы Дюбуа- Реймона, Вейса-Лапика; доказывать, что константы в законе Вейса-Лапика определяют функциональное состояние ткани; графически определять реобазу и хронаксию; формулировать физиологический смысл этих характеристик. владеть: навыками построения кривой электровозбудимости и определения по ней Re и Chr. 2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе изучения темы (перечень понятий).
3. Вопросы к занятию
4. Вопросы для самоконтроля
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ешить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 4.26; 4.27; 4.37, 4.38.Похожие:
 | «Метрология, стандартизация и сертификация», читаемого автором в объеме 32 академических часов. В нем рассмотрены основы метрологии... |