3. Передумови для вивчення навчальної дисципліни

Біофізика як навчальна дисципліна:

а) базується на попередньо вивчених студентами таких предметів, як “Фізика”, “Вища математика”.

б) інтегрується з такими дисциплінами як “Хімія”.

в) закладає студентам фундамент для засвоєння ними знань із профільних теоретичних і професійно-практичних дисциплін (Біометрія, Фізіологія, Анатомія, Екологія тощо).

4. Очікувані результати навчання

Відповідно до освітньої програми вивчення навчальної дисципліни біофізика повинно забезпечити досягнення здобувачами вищої освіти таких програмних результатів навчання. Розуміти зв’язок біофізики з біологічними і фізичними науками; термодинаміку лінійних процесів, перший і другий закони термодинаміки в біології, зв’язок ентропії та інформації в біосистемах роль збуджених станів біомолекул та міграції енергії в біологічних процесах; спектри біомолекул та їх інформативність; особливості кінетики біологічних процесів; моделювання в біофізиці; загальну характеристику структури і функцій біомолекул; просторову організацію молекул нуклеїнових кислот; властивості білкових молекул; структуру і функціювання біологічних мембран; електричні властивості клітин.

Очікувані результати навчання, які повинні бути досягнуті здобувачами освіти після опанування навчальної дисципліни біофізика: застосовувати термодинамічний метод вивчення біологічних об’єктів; використовувати спектральні методи дослідження біологічних зразків; трактувати основні поняття квантової механіки; розуміти роль збуджених станів молекул як первинної фізичної стадії біопроцесів; пояснювати механізми міграції енергії та її значення в біопроцесах. Розуміти основні механізми взаємодії іонізуючого випромінювання з біологічними об’єктами, робити висновки щодо шляхів захисту від дії іонізуючого випромінювання; демонструвати навички роботи з дозиметром і радіометром; розуміти фізичні основи та біофізичні механізми застосувань джерел радіації в медицині і біотехнологіях.

5. Засоби діагностики та критерії оцінювання результатів навчання

Організація навчального процесу здійснюється за кредитно-модульно-рейтинго­вою системою відповідно до вимог Болонської декларації.

Форми контролю та критерії оцінювання результатів навчання

Форми поточного контролю:- аудиторне опитування, розвязування задач, реферати, Форма модульного контролю: дві письмові модульні контрольні зрізи…

Форма підсумкового семестрового контролю: іспит…

Видами навчальних занять згідно з навчальним планом є: а) лекції; б) лабораторні заняття; в) самостійна робота студентів; г) індивідуальна робота.

Теми лекційного курсу розкривають проблемні питання відповідних розділів біофізики. Лабораторний практикум дає студентам практичні навички в галузі фізики біологічних систем, зокрема при використанні сучасного електронного обладнання для дослідження біофізичних характеристик, дозиметричних та оптичних методів, створення моделей тощо. На практичних заняттях студентам рекомендується оформляти протоколи проведених досліджень, де вказувати мету дослідження, наводити коротко хід роботи, результати досліджень та висновки.

Засвоєння теми (поточний контроль) контролюється на заняттях відповідно до конкретних цілей. Засвоєння змістових модулів (проміжний контроль) – на підсумкових заняттях. Для цього використовуються такі засоби діагностики рівня підготовки студентів: розв’язування задач, комп’ютерні тести, усне опитування, проведення лабораторних досліджень з трактуванням та оцінкою їх результатів, контроль практичних навичок.

Підсумковий контроль засвоєння модулів здійснюється після їх завершення на підсумкових контрольних заняттях. Оцінка успішності студента з дисципліни є рейтинговою і виставляється за стобальною шкалою з урахуванням оцінок засвоєння окремих модулів і має визначення за системою ЕСТS та шкалою, прийнятою в Україні. Для тих студентів, які хочуть поліпшити оцінку з дисципліни, по завершенню вивчення дисципліни передбачається термін для перескладання. На кожному лабораторному занятті, що проводиться за методичною схемою “без практичних занять”, студент отримує три поточні (змістовомодульні) оцінки. Крім того, він ще отримує відповідні оцінки за модульні контролі, що проводяться в кінці кожного модуля. Це означає, що при визначенні результуючої рейтингової семестрової оцінки може бути застосована формула (1):

= , (1) де : − результуюча семестрова оцінка;

− поточна оцінка за j-ий модульний контроль;

− ваговий коефіцієнт модульних контрольних оцінок;

m – кількість модулів у семестрі;

k – число лабораторних робіт у семестрі;

− поточна оцінка за теоретичну підготовку до l-ої лабораторної роботи;

с – ваговий коефіцієнт “за теорію”;

− поточна оцінка за розв’язання задач (тобто “за практику”) до l-ої лабораторної роботи;

− ваговий коефіцієнт ”за практику”;

− поточна оцінка за захист експериментальних результатів l-ої лабораторної роботи;

f – ваговий коефіцієнт за експериментальну частину роботи;

На індивідуальних заняттях студенти отримують методичну допомогу з розв’язання

індивідуальних тестових задач. Крім того, мають можливість “погасити” свої поточні заборгованості та підвищити свої поточні рейтингові оцінки.

Оцінки за кожний модуль проводяться за 100-бальною шкалою.

Кожний змістовий модуль закінчується окремим модульним контролем у письмовій формі.

Результуюча рейтингова модульна оцінка (тобто за курс “Біофізика”, в цілому) визначається як інтегральна оцінка змістових модульних та мікромодульних оцінок за формулою (2)

= , (2)

де : − результуюча семестрова оцінка;

− поточна оцінка за і-ий мікромодуль;

n – кількість мікромодулів у семестрі;

− поточна оцінка за j-ий модульний контроль;

a – ваговий коефіцієнт модульних контрольних оцінок;

m − кількість модулів у семестрі;

− середня семестрова оцінка за лабораторний практикум;

− ваговий коефіцієнт лабораторного практикуму.

Програма дисципліни "Біофізика” структурована на три модулі,

які містять дев’ять змістових модулів.

Модуль 1. ТЕОРЕТИЧНА БІОФІЗИКА

Змістові модулі:

1.1. ТЕРМОДИНАМІКА БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ

1.2. КВАНТОВА БІОФІЗИКА

1.3. КІНЕТИКА БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Модуль 2. БІОФІЗИКА КЛІТИННИХ ПРОЦЕСІВ

Змістові модулі:

2.1. МОЛЕКУЛЯРНА БІОФІЗИКА

2.2. БІОФІЗИКА КЛІТИНИ

2.3. БІОФІЗИКА СЕНСОРНИХ СИСТЕМ

Модуль 3. БІОФІЗИКА ВПЛИВУ ФІЗИЧНИХ ФАКТОРІВ НА БІОСИСТЕМИ

Змістові модулі:

3.1. ФОТОБІОФІЗИКА І БІОЕНЕРГЕТИКА

3.2. РАДІАЦІЙНА БІОФІЗИКА

3.3. АПАРАТУРА І МЕТОДИ БІОФІЗИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Опис структурованого навчального плану з дисципліни “Біофізика”

для студентів фізичного факультету спеціальності “ Мікро- та наносистемна техніка

”

Структура навчальної дисципліни	Кількість годин, із них					Рік навчання, семестр	Вид контролю
	Всього годин/ кредити	Аудиторних		СРС	ІРС
		Л	ЛЗ
	120/4	30	60	30	44
Модуль 1 Змістових модулів 3 1.1 1.2 1.3	45 / 1,5	10 3 4 3	20 6 6 8	15 5 5 5	15 5 5 5	3-й, І1	Підсумковий контроль Письмові завдання Контроль практич-них навичок
Підсумковий контроль засвоєння модулів	2				2
Модуль 2 Змістових модулів 3 2.1 2.2 2.3	45 / 1,5	10 4 4 2	20 6 6 8	15 5 5 5	15 5 5 5	3-й, І1	Підсумковий контроль Письмові завдання Контроль практич-них навичок
Підсумковий контроль засвоєння модулів	2			2
Модуль 3 Змістових модулів 3 3.1 3.2 3.3	30 / 1	10 4 4 2	20 6 6 8	0	14 5 4 5	3-й, І1	Підсумковий контроль Письмові завдання Контроль практич-них навичок
Підсумковий контроль засвоєння модулів	2			2

Примітка: Л – лекції; ЛЗ – лабораторні заняття; СРС – самостійна робота студента; ІРС – індивідуальна робота.

1 кредит ECTS – 30 годин; аудиторне навантаження – 47%.

ІІІ. ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОЇ ПРОГРАМИ

Модуль 1. ТЕОРЕТИЧНА БІОФІЗИКА

Змістовий модуль 1.1. . ТЕРМОДИНАМІКА БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ

Конкретні цілі:

• Трактувати основні положення термодинаміки відкритих систем;

• Застосовувати термодинамічний метод вивчення біологічних об’єктів;

• Трактувати процеси впорядкування у фізичних, хімічних і біологічних системах;

• Пояснювати значення термодинаміки і синергетики;

• Аналізувати зв’язок ентропії і інформації в біосистемах.