Biofizyka - Wydział Farmaceutyczny
Transkrypt
Biofizyka - Wydział Farmaceutyczny
Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia Sylabus - Biofizyka 1. Metryczka Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Nazwa Wydziału: Laboratoryjnej Program kształcenia Farmacja I stopnia profil praktyczny, studia stacjonarne Rok akademicki: 2016/2017 Nazwa modułu/przedmiotu: Biofizyka Kod przedmiotu 29520 Jednostka/i prowadząca/e kształcenie: Zakład Bioanalizy i Analizy Leków Kierownik jednostki/jednostek: Prof. dr hab. Piotr Wroczyński Rok studiów 1 Semestr studiów II Typ modułu/przedmiotu podstawowy dr Marek Wasek dr Joanna Giebułtowicz Osoby prowadzące: mgr Ryszard Marszałek Erasmus TAK/NIE NIE Osoba odpowiedzialna za sylabus dr Marek Wasek Liczba punktów ECTS: 2 2. Cele kształcenia 1. Poznanie podstawowych praw biofizycznych i terapii medycznej. fizycznych wykorzystywanych w diagnostyce i 2. Poznanie mechanizmów i skutków oddziaływania fizycznych i biofizycznych czynników środowiskowych na organizm ludzki w różnych fazach jego rozwoju. 3. Nabycie praktycznych umiejętności w prawidłowym wykonywaniu pomiarów wielkości biofizycznych, prezentacji, interpretacji oraz szacowania niepewności wyników końcowych. 3. Wymagania wstępne Strona 1 z 9 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia 1. Znajomość praw fizyki z zakresu szkoły średniej na poziomie podstawowym ( standardy wymagań maturalnych na poziomie podstawowym). 2. Znajomość analizy matematycznej , a w szczególności rachunek pochodnej funkcji, właściwości funkcji liniowej, wielomianowej i wykładniczej ( zakres materiału z I semestru nauczania matematyki na WUM). 4. Przedmiotowe efekty kształcenia Lista efektów kształcenia Symbol przedmiotowego efektu kształcenia Treść przedmiotowego efektu kształcenia Odniesienie do efektu kierunkowego (numer) W1 Zna podstawy procesów fizjologicznych (krążenia, przewodnictwa nerwowego, wymiany gazowej, ruchu, wymiany substancji). Student zna uproszczoną budowę układu krążenia a w szczególności procesy transportu między układem krwionośnym a układem chłonnym. Student zna podstawy biofizyki działania wybranych narządów słuchu i wzroku. B. W.1 W2 Charakteryzuje wpływ czynników fizycznych środowiska na organizmy żywe. B.W2 W3 Zna metodykę pomiarów wielkości biofizycznych B.W3 W4 Zna biofizyczne aspekty diagnostyki i terapii. B. W4 W5 Zna budowę atomu i cząsteczki, układ okresowy pierwiastków i właściwości izotopów promieniotwórczych w aspekcie ich wykorzystania w diagnostyce i terapii; Student zna podstawy radiofarmacji. B. W5 W6 Zna metody testowania hipotez statystycznych oraz znaczenie korelacji i regresji; B. W25 W7 Zna podstawy technik informatycznych oraz zasady pracy z edytorami tekstu, arkuszami kalkulacyjnymi i programami graficznymi. B. W 26 U1 Mierzy lub wyznacza wielkości fizyczne w przypadku organizmów żywych i ich środowiska. U2 U3 Opisuje i interpretuje właściwości i zjawiska biofizyczne oraz ocenia wpływ czynników środowiska na organizmy żywe. Stosuje metody statystyczne do opracowania danych z badań, ocenia rozkład zmiennych losowych, wyznacza średnią, medianę, przedział ufności, wariancje i odchylenia standardowe, formułuje i testuje hipotezy statystyczne oraz dobiera i stosuje metody statystyczne w opracowywaniu wyników obserwacji i pomiarów. Potrafi szacować niepewności pomiarów typu A i typu B. Strona 2 z 9 B.U1 B.U2. B.U14 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia 5. Formy prowadzonych zajęć Forma Liczba godzin Liczba grup Wykład 10 Cały rok 20 16 Minimalna liczba osób w grupie Seminarium Ćwiczenia 6. Tematy zajęć i treści kształcenia W1 – Wykład 1 - Metodyka pomiarów wielkości fizycznych i biofizycznych; Treści kształcenia: Student zna: 1. Podstawowe założenia rachunku niepewności pomiarów zgodnie z Przewodnikiem : „Wyrażanie Niepewności Pomiarów”; ( GUM – 1999). 2. Odróżnia pojęcia: szacowanie niepewności typu A i typu B. 3. Różnicę pomiędzy pojęciami błędu i niepewności. 4. Pojęcie niepewności rozszerzonej. Potrafi praktycznie wyznaczać tę wielkość. 5. Pojęcia precyzji i dokładności pomiarów. 6. Prawidłowy zapis wyniku końcowego i jego niepewności. Potrafi wykonać odpowiednie zaokrąglenia. 7. Modele procesu pomiarowego i jego wpływ na szacowanie niepewności wyniku końcowego. 8. Przykłady oddziaływań przypadkowych i systematycznych. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W3, W6, W7, U3 Wykładowca – dr Marek Wasek W2 - Wykład 2. - Biofizyka układu krążenia. Biofizyka zmysłu słuchu, mowy i wzroku. Treści kształcenia: Student zna: 1. Rolę wartości ciśnienia tętniczego i żylnego w prawidłowym i patologicznym przepływie krwi. 2. Pojęcie ciśnienia hydrostatycznego i dynamicznego krwi. 3.Zmiany zachowania się ciśnień w cyklu pracy serca. 4. Procesy transportu między układem krwionośnym a układem chłonnym 5. Zjawiska związane z rozchodzeniem się fal akustycznych w ośrodkach materialnych. 6. Cechy dźwięku obiektywne i subiektywne. 7. Pojęcia progu słyszalności, percepcji głośności i rozdzielczości czasowej ucha. 8. Podstawowe prawa optyki geometrycznej. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W1, U1 Wykładowca – dr Marek Wasek Strona 3 z 9 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia W3 – Wykład 3. - Wpływ czynników zewnętrznych na organizmy żywe. Treści kształcenia: Student zna: 1. Podział promieniowania elektromagnetycznego na jonizujące i niejonizujące. 2. Źródła promieniowania niejonizującego. 3. Zjawisko absorpcji promieniowania niejonizujacego przez atomy i cząsteczki. 4. Pojęcie współczynnika absorpcji właściwej (SAR) oraz sposoby jego wyznaczania. Potrafi zmierzyć zakłócenia elektromagnetyczne od urządzeń AGD. 5. Zna prawo Lamberta-Beera. Potrafi wyznaczyć współczynnik pochłaniania światła laserowego przez roztwory wodne. 6. Właściwości i wpływ światła laserowego na tkanki. 7. Źródła promieniowania jonizującego. 8. Zjawiska radiolizy i jonizacji promieniowania jądrowego. 9. Podstawowe jednostki operacyjne stosowane w dozymetrii jądrowej. 10. Koncepcje w dozymetrii jądrowej. Pojęcie hormezy radiacyjnej. 11. Zakres skażeń promieniotwórczych po awariach elektrowni jądrowych. Potrafi wyznaczyć aktywność promieniotwórczą skażonych substancji promieniotwórczych. 12. Pozytywne aspekty zastosowania promieniowania jonizującego w medycynie i technice. 13. Pojęcie nadwrażliwości organizmów żywych na promieniowanie jonizujące. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W2, U1, U2 Wykładowca – dr Marek Wasek W4 – Wykład 4 - Biofizyczne podstawy metod diagnostycznych in vivo. Radiofarmacja. Treści kształcenia: Student zna: 1. Podział metod diagnostycznych in vivo. 2. Sygnały bioelektryczne i związany z tym podział metod diagnostycznych. 3. Podstawy biofizyczne elektrokardiografii, elektroencefalografii, elektromiografii. 4. Właściwości fizyczne fali ultradźwiękowej. 5. Czynne i bierne działanie i zastosowanie ultradźwięków. 6. Fizyczne aspekty wszystkich znanych prezentacji USG. Prezentacje A, B i M. 7. Zjawisko Dopplera i fizyczne podstawy zastosowania go w diagnostyce przepływu krwi w układzie tętniczym i żylnym ludzi dorosłych, dzieci i płodów. 8. Biofizyczne podstawy zastosowania ultradźwięków w lecznictwie ( urologii, reumatologii, stomatologii i chirurgii) 9. Właściwości promieniowania rentgenowskiego. 10. Fizyczne podstawy rentgenodiagnostyki klasycznej, angiografii subtrakcyjnej, rentgenotelewizji i tomografii komputerowej (CT). 11. Dawki pochodzące od typowych metod diagnostycznych z użyciem promieniowania rentgenowskiego. 12. Zna podstawy obrazowania narządów wewnętrznych człowieka przy użyciu zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). 13. Podstawy biofizyczne fotodynamicznych metod diagnostycznych i terapeutycznych. 14. Zastosowanie laserów w medycynie. 15. Podstawy biofizyczne metod emisyjnych ( scyntygrafia, tomografia pojedynczego fotonu SPECT i pozytonowa tomografia emisyjna PET). 16. Podstawy radiofarmacji. Zalety stosowania wskaźników izotopowych. . Zjawisko izomerii jądrowej w aspekcie wykorzystania tego zjawiska w produkcji generatorów technetowych. 17. Zasadę działania cyklotronów i reaktorów atomów w aspekcie produkcji izotopów. 18. Zastosowania emisyjnych metod diagnostycznych. Potrafi wytłumaczyć zalety tych metod w odniesieniu do metod transmisyjnych ( CT, USG i NMR) Strona 4 z 9 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W4, W5 Wykładowca – dr Marek Wasek W5– Wykład 5 - Biofizyczne podstawy terapii izotopowej. Terapia hadronowa. Treści kształcenia: Student zna: 1. Biofizyczne podstawy terapii izotopowej i terapii z wykorzystaniem promieniowania X i gamma. 2. Podstawy biofizyczne terapii protonowej, hadronowej i BNCT. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W4, W5 Wykładowca – dr Marek Wasek C1- Ćwiczenie 1 - Refrakcja molekularna Treści kształcenia: Student zna: 1. Prawa odbicia i załamania światła, kąt graniczny, zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia, oddziaływanie fali świetlnej z materią, korpuskularno-falową naturę światła, dyfrakcję i interferencję światła 2. Refrakcję molekularną 3. Dwa sposoby znajdowania refrakcji substancji czystej 4. Wyznaczanie współczynnika załamania światła za pomocą refraktometru 5. Określanie stężenia glukozy w roztworach wodnych 6. Zastosowanie refraktometrii. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W3, W6, W7, U1, U2, U3. C2 - Ćwiczenia 2 - Badanie własności i absorpcji światła z wykorzystaniem lasera. Treści kształcenia: Student zna: 1. 2. 3. 4. Budowę i zasadę działania lasera, Siatkę dyfrakcyjną, jej zastosowania oraz zasadę działania monochromatora, Prawo Lamberta-Beera Potrafi wyznaczać współczynnik pochłaniania światła laserowego dla wybranej cieczy. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W3, W6, W7, U1, U2, U3. C3 - Ćwiczenie 3 - Obserwacje i pomiary mikroskopowe. Treści kształcenia: Student zna: 1. Elementy optyki geometrycznej. Strona 5 z 9 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia 2. 3. 4. 5. 6. Dyfrakcję i interferencję światła. Budowę oka ludzkiego i powstawanie w nim obrazów. Budowę i bieg promieni w mikroskopie Aperturę, powiększenie i zdolność rozdzielczą mikroskopu. Metodę pomiaru małych przedmiotów przy pomocy skali okularowej Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W1, W3, U1, U2, U3. C4 - Ćwiczenie 4 - Pomiary temperatury metodami elektrycznymi. Treści kształcenia: Student zna: 1. Założenia elektronowej teorii ciał stałych, 2. Zjawiska kontaktowe na granicy zetknięcia dwóch metali, zjawisko termoelektryczne, 3. Podstawowe wiadomości o budowie i działaniu półprzewodników, 4. Podstawy sporządzania wykresów, 5. Metodę najmniejszych kwadratów, 6. Pojęcia niepewności standardowej, złożonej i rozszerzonej, poziomu ufności. 7. Metodę wykalibrowania termopary i termistora 8. Metodę wyznaczenia nieznanej temperatury metodą algebraiczną (ścisłą), 9. Metody porównania pomiarów temperatury przy zastosowaniu termopary i termistora, 10. Metodę porównania dokładności i precyzji obu metod. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W3, W6, W7, U1, U2, U3. C5 - Ćwiczenie 5 – Wyznaczanie współczynnika dyfuzji przez błonę Treści kształcenia: Student zna: 1. Zjawisko dyfuzji nieelektrolitów w roztworach oraz dyfuzja swobodnej (stężeniowej), 2. Pierwsze prawo Ficka, 3. Zjawisko dyfuzji nieelektrolitów przez błony oraz współczynnik przepuszczalności, 4. Budowę komory Ussinga, 5. Budowę i zasadę działania refraktometru Abbego, 6. Zagadnienia związane z regresją liniową (linearyzacja), 7. Metodę doświadczalnego wyznaczania współczynnika dyfuzji kwasu winowego w błonie. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W1, W3, W6, W7, U1, U2, U3. C6 - Ćwiczenie 6 – Reometria cieczy newtonowskich i nienewtonowskich. Wyznaczanie charakterystyki lepkościowo-temperaturowej gliceryny wiskozymetrem rotacyjnym. Treści kształcenia: Student zna: 1. Pojęcie i zjawisko lepkości (definicje i jednostki) 2. Siły tarcia wewnętrznego, wzór Newtona (definicje: naprężenia ścinającego, prędkości ścinania, jednostki) 3. Krzywe płynięcia, reogramy (przykłady cieczy newtonowskich i nienewtonowskich) 4. Czynniki wpływające na lepkość cieczy. Równanie w postaci wykładniczej i logarytmicznej opisujące zależność lepkości cieczy od temperatury (wzór Arrheniusa-Gutzmanna) Strona 6 z 9 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia 5. 6. 7. 8. Energię aktywacji lepkości (jednostki) Regresję liniową (linearyzacja) Obsługę i zasadę działania lepkościomierza rotacyjnego Doświadczalne wyznaczanie charakterystyki lepkościowo-temperaturowej gliceryny oraz ilościowe wyznaczenie energii aktywacji lepkości dla tej cieczy. Symbol/e przedmiotowego efektu kształcenia: W3, W6, W7, U1, U2, U3. 7. Sposoby weryfikacji efektów kształcenia Symbol przedmiotowego efektu kształcenia Symbole form prowadzonych zajęć W1, W2, W4, W5 W3, W6, W7, U1, U2, U3 W W, C Sposoby weryfikacji efektu kształcenia Kolokwium 1– test zamknięty oraz 2 pytania typu otwartego dotyczące tematyki poruszanej na wykładach; system punktowy Dla 4 wybranych ćwiczeń: Kartkówka – 4 pytania przed każdym wykonaniem ćwiczenia ( 15 min.) Raport z 4 ćwiczeń Kolokwium 2 – zadania dotyczące odrzucania wyników wątpliwych, szacowanie niepewności metodą typu A i B przy użyciu kalkulatora zaokrąglanie wyników i niepewności Kryterium zaliczenia Kryterium 1 zaliczenia Uzyskanie powyżej 50% z kolokwium Kryterium 2 zaliczenia Uzyskanie powyżej 50% z wypadkowej sumy punktów z kartkówek i raportów z 4 ćwiczeń oraz kolokwium 8. Kryteria oceniania Forma zaliczenia przedmiotu: Kolokwium 1, Kolokwium 2, 4 kartkówki, 4 raporty z ćwiczeń ocena 2,0 (ndst) kryteria Uzyskanie poniżej 50% punktów z kryterium 1 i 2 zaliczenia 3,0 (dost) Uzyskanie od 51% do 60 % wypadkowej sumy punktów z kryterium 1 i kryterium 2 zaliczenia 3,5 (ddb) Uzyskanie od 61% do 70% wypadkowej sumy punktów z kryterium 1 i kryterium 2 zaliczenia 4,0 (db) Uzyskanie od 71% do 80 % wypadkowej sumy punktów z kryterium 1 i kryterium 2 zaliczenia 4,5 (pdb) Uzyskanie od 81% do 90 % wypadkowej sumy punktów z kryterium 1 i kryterium 2 zaliczenia Strona 7 z 9 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia Uzyskanie powyżej 90% wypadkowej sumy punktów z kryterium 1 i kryterium 2 zaliczenia 5,0 (bdb) 9. Literatura Literatura obowiązkowa: 1. Feliks Jaroszyk, Biofizyka. Podręcznik dla studentów, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2001 2. Krzysztof Dołowy, Biofizyka, Wydawnictwo SGGW, 2005 3. Bolesław Kędzia, Materiały do ćwiczeń z biofizyki i fizyki, PZWL, 1980 4. Instrukcje do ćwiczeń C1-C6 oraz literatura tam cytowana 5. Materiały z prezentacji wykładów (wersja elektroniczna) Literatura uzupełniająca: 1. Andrzej A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Oficyna Edukacyjna, 1998. 2. A.Z. Hrynkiewicz, E. Rokita, Fizyczne metody diagnostyki medycznej i terapii, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2000 10. Kalkulacja punktów ECTS Forma aktywności Liczba godzin Liczba punktów ECTS Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim: Wykład 10 Seminarium - Ćwiczenia 20 2 Samodzielna praca studenta Przygotowanie studenta do zajęć 15 godz. Przygotowanie studenta do zaliczeń 15 godz. Konsultacje, raport z ćwiczeń 15 godz. Razem 45 godz. 11. Informacje dodatkowe 1. Zajęcia laboratoryjne ( C1 – C6) odbywają się na Pracowni Biofizyki , Blok 3 , sala 01, Wydział Farmacji 2. Konsultacje odbywają się w godzinach ustalonych przez prowadzących zajęcia laboratoryjne. 3. Kierownik Pracowni przyjmuje studentów w każdy piątek trwania zajęć laboratoryjnych od godz. 8 – 11 4. Na zajęcia laboratoryjne przynosimy kalkulatory z funkcjami statystycznymi 5. Dane kontaktowe osoby odpowiedzialnej za dydaktykę: e- mail : [email protected] tel. : 22 5720961 Strona 8 z 9 Załącznik nr 1 do zarządzenia nr 54/2015 Rektora WUM z dnia 14.07.2015 r. Załącznik nr 2 do procedury opracowywania i okresowego przeglądu programów kształcenia Podpis Kierownika Jednostki Podpis osoby odpowiedzialnej za sylabus Strona 9 z 9