1

I. Пояснительная записка

Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с

Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС)

высшего профессионального образования по направлению подготовки

(специальности) 060105 Медико-профилактическое дело (квалификация

(степень) «специалист»), с учётом рекомендаций примерной основной

образовательной программы высшего профессионального образования по

направлению подготовки (специальности) 060105 «Медикопрофилактическое дело» и примерной (типовой) учебной программы дисциплины (2011 г.).

1. Цель и задачи дисциплины Цель – развитие профессиональной компетентности на основе формирования у студентов на базе системного подхода фундаментальных естественнонаучных знаний в области физики и математики с учетом направленности подготовки специалиста на объект, вид и область профессиональной деятельности.

Задачи:

- Ознакомление студентов с количественной оценкой состояния здоровья населения и состояния окружающей среды.

- Обучение студентов решению математические задачи.

- Ознакомление с правилами техники безопасности.

- Изучение студентам основных физических явлений и закономерностей, лежащих в основе процессов, протекающих в организме человека.

- Ознакомление с характеристикой воздействия физических факторов на организм.

- Обучение аппаратным (инструментальным) методам диагностики и лечения.

Место дисциплины в структуре основной образовательной 2.

программы (ООП) Дисциплина «Физика, математика» относится к базовой части цикла С. «Математический, естественнонаучный и медико-биологический»

Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования «Медико-профилактическое дело».

Изучение дисциплины «Физика, математика» предшествует изучению дисциплине:

- математического, естественнонаучного и медико-биологического цикла: информатика, медицинская информатика и статистика, нормальной физиологии, патологической физиологии, биологии, экологии, биологической химии, микробиологии, вирусологии, иммунологии, а также дисциплин профессионального цикла: радиационная гигиена, эпидемиология, коммунальная гигиена, гигиена труда, внутренние болезни, общая физиотерапия, эндокринология; общая гигиена, социальногигиенический мониторинг.

Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с последующим дисциплинами № № разделов данной дисциплины, Наименование необходимых для изучения обеспечиваемых обеспечиваемых (последующих) (последующих) дисциплин дисциплин 1 2 3 4 Нормальная физиология + + + + + Патологическая + + + + + физиология Биология, экология + + + + Биологическая химия + + + + Микробиология, + + + + вирусология, иммунология Информатика, медицинская информатика + + + + и статистика Радиационная гигиена + + + + + Эпидемиология, ВЭ + + + + + Коммунальная гигиена + + + + + Гигиена труда + + + + + Внутренние болезни, общая физиотерапия, + + + + + эндокринология Общая гигиена, социальногигиенический мониторинг 3. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3,75 зачетных единиц, 135 академических часов.

Вид учебной работы Всего часов Семестры I II Аудиторные занятия 135 54 (всего), в том числе в интерактивной форме: не менее 4,5 час.

Лекции 27 11 Практические занятия - Семинары. 39 15 Лабораторные занятия 24 10 Самостоятельная 45 18 работа (всего) В том числе:

Курсовой проект - работа) Расчетно-графические - работы Реферат + + + Другие виды + + + самостоятельной работы Вид промежуточной зачет аттестации (зачет, экзамен) 4. Результаты обучения Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля).

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций (ПК):

1. ПК-28 способности и готовности к принятию управленческих решений, направленных на сохранение здоровья населения в связи с неблагоприятным воздействием факторов среды обитания человека;

2. ПК-29 способности и готовности к проведению санитарнопротивоэпидемических (профилактических) мероприятий, защите населения в очагах особо опасных инфекций, при стихийных бедствиях и различных чрезвычайных ситуациях;

3. ПК-30 способности и готовности к анализу результатов собственной деятельности и деятельности органов, осуществляющих функции по контролю и надзору в сфере обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, защиты прав потребителей и потребительского рынка, учреждений, осуществляющих свою деятельность в целях обеспечения государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Российской Федерации, иных учреждений здравоохранения с учетом требований официальных законодательных, нормативных и правовых документов;

4. ПК-31 способности и готовности к разработке, рекомендациям к использованию и оценке эффективности профилактических стратегий, отдельно или в сотрудничестве с другими специалистами для обеспечения эффективного контроля;

5. ПК-32 способности и готовности к осуществлению санитарноэпидемиологической экспертизы проектной документации и материалов по отводу земельных участков под строительство различных объектов (ПК-32);

Примечание: Согласно ФГОС ВПО по направлению подготовки (специальности) 060105 Медико-профилактическое дело в структуру ООП подготовки специалиста включены коды формируемых компетенций ПК 28– 32.

предусмотренные ФГОС ВПО 2011, нецелесообразно в рамках изучения дисциплины «Физика. Математика».

В результате изучения дисциплины студент должен:

- математические методы решения интеллектуальных задач и их применение в медицине;

- правила техники безопасности и работы в физической лаборатории;

- основные физические явления и закономерности, лежащие в основе процессов, протекающих в организме человека; характеристики воздействия физических факторов на организм; физические основы функционирования медицинской аппаратуры;

- пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, - пользоваться физическим оборудованием;

- проводить статистическую обработку экспериментальных данных;

Владеть:

- основами аппаратных (инструментальных) методов диагностики и лечения.

5. Образовательные технологии В соответствии с ФГОС 2011 г. удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, определяется главной целью программы, особенностью контингента обучающихся и содержанием конкретных дисциплин, и в целом в учебном процессе они должны составлять не менее % аудиторных занятий.

Из расчета аудиторных часов, отводимых на изучение дисциплины «Физика. Математика» для специальности 060105 «Медикопрофилактическое дело» необходимо провести не менее двух - трех учебных занятий с использованием интерактивных форм (что соответствует 4, академическим часам).

В рамках настоящей рабочей программы для реализации образовательных технологий целесообразно использование следующих видов учебной деятельности:

Проблемная лекция (ПЛ) На этой лекции новое знание вводится через проблемность вопроса, задачи или ситуации. При этом процесс познания студентов в сотрудничестве и диалоге с преподавателем приближается к исследовательской деятельности. Содержание проблемы раскрывается путем организации поиска ее решения или суммирования и анализа традиционных и современных точек зрения.

Лекция-визуализация (ЛВ) представляет собой визуальную форму подачи лекционного материала средствами ТСО или аудиовидеотехники (видеолекция). Чтение такой лекции сводится к развернутому или краткому комментированию просматриваемых визуальных материалов (натуральных объектов – людей в их действиях и поступках, в общении и в разговоре;

минералов, реактивов, деталей машин; картин, рисунков, фотографий, слайдов; символических, в виде схем, таблиц, графов, графиков, моделей).

Метод малых групп (МГ) (с использованием физического и/или физиотерапевтического оборудования). В работу должны быть вовлечены в той или иной мере все участники образовательного процесса. С этой целью полезно использовать технологии, позволяющие включить всех участников лабораторного занятия в процесс выполнения эксперимента, обработки экспериментальных данных и демонстрации приобретенных знаний и навыков, приобретенных в ходе лабораторного занятия. Преподавателю необходимо позаботиться о психологической подготовке участников. Речь идет о том, что не все, пришедшие на занятие, психологически готовы к непосредственному включению в те или иные формы работы. В этой связи полезны разминки (в рамках допуска к выполнению той или иной лабораторной работы), постоянное поощрение студентов за активное участие в работе, предоставление возможности для самореализации студента.

Работа в малых группах эффективна при делении студенческого коллектива на пары при условии, что в группе не более 16 человек.

Лаборатория должна быть подготовлена с таким расчетом, чтобы участникам было легко пересаживаться для работы, как в общей группе, так и в малых группах. Для обучаемых должен быть создан физический комфорт. Особое внимание должно уделяться вопросам процедуры и регламента. Об этом надо договориться в самом начале и постараться не нарушать его. Необходимо отнестись с вниманием к делению участников лабораторного занятия на группы. Первоначально его лучше построить на основе добровольности. В некоторых случаях уместно воспользоваться принципом случайного выбора.

Метод тестирования (Т) С помощью метода тестирования можно определить уровень информированности студентов или их знание по изученной теме. Получив тест, студенты должны внимательно прочитать его и отметить свой вариант ответа в соответствующей графе. Затем, если тест не персональный, ответы обсуждаются в малых группах. Итоги тестирования подводятся преподавателем или путем совместного обсуждения ответов участниками и преподавателем.

Активизация творческой деятельности (АТД) Активация научного творчества достигается и за счет интенсификации коммуникативных связей и междисциплинарных связей с применением интерактивных методов обучения, а также создания творческого климата внутри учебной группы, усиления информационного обеспечения и т. д.

Регламентированная дискуссия (РД) – это форма урока, которая призвана выявить существующее многообразие точек зрения участников на какуюлибо проблему и при необходимости провести всесторонний анализ каждой из них, а затем и формирование собственного взгляда каждого ученика на ту или иную проблему.

Фронтальная дискуссия (Ф) способствуют развитию коммуникативных навыков (общению). Они должны быть уместными по содержанию, форме деятельности и продолжительности. Так, например, перед заданиями, требующими сосредоточенного внимания, не следует проводить слишком длительные фронтальные дискуссии.

при организации самостоятельной работы студентов Основные формы организации самостоятельной работы студентов (СРС) в том числе и интерактивные формы определяются следующими параметрами:

– содержание учебной дисциплины;

– уровень образования и степень подготовленности студентов;

– необходимость упорядочения нагрузки студентов при самостоятельной работе.

Исходя из этих параметров, могут быть предложены следующие формы организации СРС (включая деятельность студентов по научноисследовательской работе):

– рефераты (Р) (с предоставлением выбора темы из предложенного перечня изучаемых вопросов по дисциплине «Физика. Математика») – семестровые задания (ЗС) (по общетехническим и специальным вопросам, включая коллоквиумы, разработку проекта по физике и др.).

– участие в научно-практических конференциях (НПК) проводится в рамках работы студенческого научного кружка кафедры;

– учебно-исследовательская работа студента (УИРС) организуется на лабораторных занятиях по физике, а также в ходе самостоятельной подготовки студентов к семинарским занятия в соответствии с РПД;

– проектная технология (ПТ) проводится в рамках работы студенческого научного кружка кафедры.

6. Формы промежуточной аттестации Форма промежуточной аттестации (итогового контроля по дисциплине) – зачёт, включающий в себя результат промежуточного контроля по математике (в виде написания контрольной работы или теста), выполнения лабораторных работ по физике с дифференцированной оценкой знаний, умений и навыков по тематике лабораторного практикума, выполнение СРС и отчет за выполненную работу (защита реферата и/или семестрового задания). Особое внимание при итоговой оценке знаний по дисциплине «Физика. Математика» должно уделяться активному участию студентов в ходе семинарских учебных занятий, на долю которых отводится большее количество часов, чем на лабораторный практикум. Может использоваться как накопительная система оценивания, так и система среднего балла по изученной дисциплине.

II. Учебная программа дисциплины 1. Содержание дисциплины п/п I. Математические методы решения интеллектуальных задач и их 1.1 Математические 1.2 Случайные события.

1.3 Случайные величины.

II. Правила техники безопасности и работы в физической лаборатории.

2.1 Классификация электроприборов.

Привила эксплуатации от поражения током электромедицинской электромедицинской аппаратуры. Инструктаж по технике безопасности.

III. Основные физические явления и закономерности, лежащие в основе процессов, протекающих в организме человека.

3.1 Механические волны.

3.2 Гидродинамика.

3.3 Электричество.

3.4 Биоэлектрогенез. Электрические явления в живой природе, типы клеток, 3.5 Биологическая Механические явления в живой природе. Мышечное подвижность. волокно как механическая машина превращения 3.6 Биомеханика сердца. Сердце как насосно-мышечная механическая система.

3.7 Термодинамика и IV. Характеристики воздействия физических факторов на организм.

4.1 Неионизирующее и ионизирующее излучение в медицине 4.2 Использование рентгеновского излучения (РИ) в диагностике.

4.3 Физические основы 4.4 Гамма-излучение 4.5 Наноматериалы и нанотехнологии в медицине. Наноматериалы для диагностики и лечения в V. Физические основы функционирования медицинской аппаратуры.

5.1 Физические основы функционирования медицинской регистрируемых сигналов, по разрешающей аппаратуры.

5.2 Поляризация света.

Поглощение света. медико-биологических исследованиях: поляриметрия 5.3 Различные виды люминесценции.

5.4 Физические основы томографии.

рентгеновская томография (РТ). Физикоматематические основы РТ. Схемы сканирования.

Особенности и преимущества применения гаммаметодов для диагностики. Датчики ГИ. Планарная 2. Перечень практических навыков (умений), которые необходимо освоить студенту Студент в период изучения дисциплины «Физика. Математика» (в соответствии с ФГОС и типовой учебной программой дисциплины) должен овладеть следующими практическими навыками (умениями):

- принимать управленческие решения при неблагоприятном воздействии факторов среды обитания человека;

- проводить необходимые мероприятия при чрезвычайных ситуациях;

- анализировать результаты собственной деятельности;

- разрабатывать, давать рекомендации по использованию стратегий и оценивать их эффективность самостоятельно или в сотрудничестве для эффективного контроля;

- выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности;

- использовать для решения возникших проблем соответствующий физикохимический и математический аппарат;

- анализировать информацию с использованием теоретических знаний и практических умений;

- проводить и интерпретировать результаты лабораторно-инструментальных исследований, составлять протоколы лабораторных исследований;

- использовать медицинский инструментарий (медицинский вискозиметр, тонометр и др.);

- работать с медико-технической аппаратурой;

- получать информацию из различных источников, включая глобальные компьютерные сети;

- оценивать природные и медико-социальные факторы с учетом криогенной обстановки;

- проводить мероприятия и защиту населения в очагах радиационной обстановки и стихийных бедствиях;

- диагностировать результаты исследований биологических жидкостей (при использовании рефрактометра, поляриметра и др. физических приборов);

- анализировать закономерности функционирования отдельных органов на основе физических законов (слуховой и зрительный аппарат человека, работа сердца);

- выполнять основные мероприятия по оказанию первой медицинской помощи, соблюдать правила электро- и пожаробезопасности в физических лабораториях;

- использовать международные системы единиц (СИ), действующие международные классификации;

- изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования.

III Рабочая учебная программа дисциплины (учебно-тематический план) Математические методы решения интеллектуальных задач и их применение в медицине.

Элементы теории вероятностей: случайные события.

Элементы теории вероятностей: случайные величины.

Правила техники безопасности и работы в физической лаборатории.

Механические волны. Акустика.

Гидродинамика.

Биомеханика сердца.

Ионизирующее и ионизирующее излучение в медицине.

Использование рентгеновского излучения (РИ) в диагностике.

Гамма-излучение (ГИ).

Физические основы функционирования медицинской аппаратуры.

Поляризация / Поглощение света.

Различные виды люминесценции.

Физические основы томографии.

Транспорт в мембранах. Биопотенциалы.

Постоянный ток. Переменный ток. Импеданс.

Электрокардиография.

Электромагнетизм.

Электрический сигнал. Принцип действия медицинской электронной аппаратуры.

Геометрическая оптика.

Поляризация света.

Поглощение света.

Лазеры и их применение в медицине Рентгеновское излучение Основы высшей математики: дифференцирование.

Основы высшей математики: интегрирование.

Теория вероятностей: случайные события и величины.

Элементы метаматематической статистики.

Учебно-тематический план дисциплины (в академических часах) и матрица компетенций* Математические интеллектуальных задач и их применение в медицине.

методы.

события.

величины.

техники безопасности и работы в физической лаборатории.

2.1 Классификация электроприборов.

эксплуатации электромедицинской аппаратуры.

явления и Список сокращений:

_ * - Примечание. Трудоёмкость в учебно-тематическом плане указывается в академических часах. Примеры образовательных технологий, способов и методов обучения (с сокращениями): традиционная лекция (Л), лекция-визуализация (ЛВ), проблемная лекция (ПЛ), активизация творческой деятельности (АТД), регламентированная дискуссия (РД), фронтальная дискуссия (Ф), метод малых групп (МГ), учебно-исследовательская работа студента (УИРС), подготовка и защита рефератов (Р), проектная технология (ПТ), экскурсии (Э), Примерные формы текущего и рубежного контроля успеваемости (с сокращениями): Т – тестирование, Пр – оценка освоения практических навыков (умений), ЗС – решение ситуационных задач, КР – контрольная работа, КЗ – контрольное задание, Р – написание и защита реферата, С – собеседование по контрольным вопросам, Д – подготовка доклада и др.

IV. Оценочные средства для контроля уровня сформированности компетенций (текущий контроль успеваемости, промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов) 1. Оценочные средства для текущего и рубежного контроля успеваемости Текущий контроль успеваемости студентов по дисциплине «Физика.

Математика» проводится через контрольные мероприятия и основывается на результатах рейтингового контроля знаний.

Для организации текущего контроля знаний студентов по данной дисциплине рекомендуется применение следующих видов оценочных средств:

1) письменных домашних (контрольных) заданий;

2) контрольной работы и/или контрольного теста по математике;

3) контрольных вопросов (с типовыми физическими задачами) к лабораторному практикуму по физике;

4) тематических (письменных или компьютерных) тестовых заданий по физике;

5) тестов к лабораторным работам по результатам УИРС;

6) тестов итогового контроля к разделам;

7) рефератов и/или проектов.

2. Примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации:

а) примерная тематика докладов (при изучении раздела 1.1 дисциплины):

1. Интеллектуальный анализ данных как основа применения математических методов и алгоритмов в решении задач современного здравоохранения.

2. Обобщение данных медицинских исследований методом классификации.

3. Кластеризация в распределении медико-биологической информации.

4. Количественная оценка исследуемых объектов средствами регрессионного 5. Прогнозирование временных рядов как инструмент для определения тенденций изменения рассматриваемых объектов с течением времени.

6. Методы ассоциации и последовательности в прогнозировании эффективности Построение прогноза эффекта лечения методом нейронных сетей.

Деревья решений как метод структурирования медико-биологических задач.

Использование статистического метода «Индуктивные выводы или обучение с учителем» в медицине.

Надежность медико-биологических результатов в использовании метода рассуждения на основе аналогичных случаев (Case-based reasoning — CBR).

Применение математического метода «Нечеткая логика» для обработки статистических данных.

Генетические алгоритмы как мощное средство решения комбинаторных и оптимизационных задач.

Оценка степени влияния входных факторов на результат в медицинских исследованиях методом логической (логистической) регрессии.

современного здравоохранения.

15.Традиционные и инновационные методы решения интеллектуальных задач и их применение в медицине.

б) примеры тестовых заданий:

Выберите один (или несколько) правильных ответов.

001. ЯВЛЯЮТСЯ ЛИ НЕСОВМЕСТНЫМИ СЛЕДУЮДУЮЩИЕ СОБЫТИЯ:

002. ЯВЛЯЮТСЯ ЛИ РАВНОВОЗМОЖНЫМИ СЛЕДУЮДУЮЩИЕ СОБЫТИЯ:

2) Опыт – бросание неправильной (погнутой) монеты; события:

5) Опыт – вынимание одной карты из колоды; события:

6) Опыт – бросание игральной кости; события:

003. ОБРАЗУЮТ ЛИ ПОЛНУЮ ГРУППУ СЛЕДУЮЩИЕ ГРУППЫ СОБЫТИЙ:

5) Опыт – вынимание двух карт из колоды; события:

004. ПРИВЕДИТЕ ИЗ НИЖЕ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ СОБЫТИЙ ПРИМЕРЫ:

1) трех событий, образующих группу случаев;

2) трех событий, равновозможных и несовместных, но не образующих полной группы;

3) двух событий, несовместных и образующих полную группу, но не равновозможных.

4) двух событий, равновозможных и образующих полную группу, но несовместных.

а) Опыт – бросание игральной кости; события:

в) Опыт – вынимание одной карты из колоды; события:

г) Опыт – бросание игральной кости; события:

в) примеры контрольных заданий (по окончании изучения разделов 1.2-1. дисциплины):

1. В урне 5 белых и 7 черных шаров. Если два шара выбирают наугад, какова вероятность, что они разного цвета?

2. На карточках написаны буквы, из которых можно сложить слово СТАТЬЯ.

Если карточки с буквами перемешать, какова вероятность того, что, выкладывая их наугад, согласные буквы будут выложены в нечетном порядке?

3. Определите неизвестную вероятность, математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение для дискретной случайной величины, заданной по следующему закону распределения:

4. Каково математическое ожидание дискретной случайной величины x, заданной интегральной функцией распределения F(x):

5. В нормальном законе распределения математическое ожидание равно 50, среднеквадратическое отклонение 4. Чему равно a, если вероятность того, что случайная величина принимает значение меньше a, равна 0.72?

3. Критерии оценки при проведении текущего и рубежного контроля Текущий контроль включает в себя проверку теоретических знаний по темам изучаемого материала и практических навыков при выполнении лабораторного практикума; промежуточный (рубежный) контроль – тестирование по результатам изучения модуля (раздела) дисциплины и отчет за выполнение внеаудиторной самостоятельной работы.

Методика формирования результирующей оценки: Результирующая оценка студента рассчитывается по системе среднего балла (итоговый средний балл по всем разделам дисциплины и оценка по результатам зачёта). Результирующая оценка выставляется по 5-балльной системе и по 100-балльной системе.

Основным критерием оценки при проведении текущего и рубежного контроля является объем и качество правильно выполненных заданий:

2. Оценочные средства для промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (зачёт) 2.1 Порядок проведения аттестации На зачёт по дисциплине «Физика. Математика» допускаются студенты, успешно выполнившие РПД, а именно:

1. Посетили все лекционные, лабораторные и семинарские занятия.

2. Отработали все пропущенные занятия и неудовлетворительные оценки за отчетный период работы по освоению дисциплины.

3. Выполнили на положительную оценку контрольные задания, контрольное тестирование (и/или контрольную работу) по математике.

4. Выполнили лабораторные работы по графику и отчитались по теории лабораторного практикума.

5. Написали и защитили реферат (проект в рамках предусмотренных семинаров) на положительную оценку.

На зачёте студенту необходимо показать свои знания по следующим направлениям:

1. Математические методы.

3. Умение применять основные законы по физике для решения задач.

4. Практические навыки по результатам УИРС.

2.2 Оценочные средства, используемые для промежуточной аттестации (для зачёта) по итогам освоения дисциплины:

1. Испытание. Событие. Виды событий. Примеры.

2. Классическое и статистическое определение вероятности.

3. Теоремы сложения и умножения вероятностей.

4. Повторные независимые испытания. Формула Бернулли.

5. Случайная величина. Дискретная случайная величина.

6. Задание дискретной случайной величины. Параметры дискретной величины.

7. Функция распределения дискретной случайной величины.

8. Непрерывная случайная величина. Функция распределения.

9. Функция плотности вероятности непрерывной случайной величины.

10.Параметры непрерывной случайной величины.

11.Законы распределения дискретных величин. Закон Пуассона.

12.Нормальный закон распределения.

13.Эксплуатационные характеристики электроизмерительных приборов и способы защиты от поражения током электромедицинской аппаратуры.

14.Уравнение волны. Поток энергии волны. Вектор Умова.

15.Эффект Доплера и его применение в медицине.

16.Физические характеристики звука. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука.

17. Физика ультразвуковых колебаний. Особенности распространения УЗ в биологических средах. Источники и приемники УЗ колебаний. Вредное влияние УЗ на биологические ткани.

18.Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Формула Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкость крови и других биологических жидкостей.

19.Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Физические основы гемодинамики. Течение вязкой жидкости в цилиндрических трубах. Формула Пуазейля.

20.Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации и его связь с напряженностью электрического поля.

Диэлектрическая проницаемость биологических сред.

21.Сердце как диполь. Электрокардиография. Теория отведений Эйнтховена.

22.Импеданс тканей организма. Эквивалентная электрическая схема ткани.

Физические основы реографии.

23.Основные функции клеточной цитоплазматической мембраны. Транспорт веществ через биологические мембраны. Диффузия, закон Фика.

24.Потенциал покоя. Механизмы формирования потенциала покоя. Теория Бернштейна. Уравнение Нернста. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.

Потенциал действия.

25.Мышечное волокно как механическая машина превращения энергии химических реакций в полезную работу. Основные законы мышечного сокращения. Модель мышечного сокращения.

26. Сердце как насосно-мышечная механическая система. Особенности конструкции сердца и материала (миокарда). Электромеханическая связь в сердце. Закон Лапласа.

27.Сердечный цикл, диаграмма насосной функции. Понятия полной и полезной работы сердца, мощности и КПД, и их физический смысл. Сердечный цикл, диаграмма насосной функции. Понятия полной и полезной работы сердца, мощности и КПД, и их физический смысл.

28.Принципы регуляции насосной функции сердца. Инотропия миокарда, закон Старлинга, феномен Анрепа, ритмоинотропия. Физические принципы адаптации сердца к нагрузкам.

29.Основные понятия термодинамики. Первый и второй законы термодинамики.

Энтропия. Свободная и связанная энергии. Связь энтропии, термодинамической вероятности и информации.

30.Первичное действие постоянного и импульсного токов на ткани организма.

Гальванизация. Лечебный электрофорез.

31. Фотолюминесценция. Правило Стокса. Применение люминесцентного анализа в медицине.

32.Физические основы рентгеновского излучения (РИ). Взаимодействие РИ с биологическими тканями (физические и биологические аспекты).

33. Источники гамма-излучения. Взаимодействие гамма-квантов с веществом.

Радиофармпрепараты.

34.Физические свойства наночастиц, методы их получения и задания полезных свойств. Управляемый транспорт наночастиц. Области применения нанотехнологий в медицине.

35. Основные методы и аппаратура для высокочастотной электротерапии.

Терапевтический контур.

36. Способы поляризации света. Оптическая активность вещества. Использование поляризованного света в медико-биологических исследованиях:

поляриметрия, поляризационный микроскоп.

37. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Концентрационная колориметрия. Рассеяние света мутными средами. Молекулярное рассеяние. Закон Релея.

Нефелометрия.

38. Оптические квантовые генераторы (лазеры) и их применение в медицине.

Физико-математические основы рентгеновской томографии РТ. Схемы сканирования. Принципы визуализации внутренних органов в РТ. Точность методов РТ. Современное состояние методов и аппаратуры РТ.

40.Примеры ядер, обладающих свойством ЯМР, их характеристики. Поведение магнитного момента ядра в постоянном магнитном поле. Вектор намагниченности образца. Получение исходных данных в ЯМР методах.

41. Структура ЯМР-томографа. Точность ЯМР-томографии, области применения.

Достоинства и недостатки метода ЯМР-томографии. ЯМР-спектроскопия.

42. Однофотонная (ОФЭТ) и позитронная (ПЭТ) эмиссионная томография.

Структура аппаратуры ОФЭТ. Принципы визуализации внутренних органов в ОФЭТ. ПЭТ. Принципы визуализации внутренних органов в ПЭТ.

Преимущества ПЭТ по сравнению с ОФЭТ. Недостатки ПЭТ.

2.3 Перечень обязательных практических навыков студентов лечебного факультета (по результатам проделанной в течение семестра УИРС) 1) наиболее общие физические закономерности, лежащие в основе процессов, протекающих в организме;

2) физические свойства некоторых биологических тканей и жидкостей;

3) характеристики физических факторов (лечебных, климатических, производственных), оказывающих воздействие на организм, биофизические механизмы такого воздействия;

4) физическую характеристику информации на выходе медицинского прибора;

5) назначение и технические характеристики основных видов медицинской аппаратуры;

6) дозиметрию ионизирующих излучений;

7) технику безопасности при работе с аппаратурой;

8) принцип действия современной диагностической и лечебной медицинской аппаратуры.

1) производить основные физические измерения, обрабатывать результаты измерений и использовать для этого вычислительные средства;

2) работать на медицинской аппаратуре, представленной в лабораторном практикуме;

3) применять компьютеры для исследования физических и биологических процессов с использованием моделей;

4) применять основные законы для решения несложных типовых задач по физике.

2.4 Образцы задач по физике к зачёту:

1. В широкой части горизонтальной трубы вода течет со скоростью V=50 см/с.

Определить скорость течения воды в узкой части трубы, если разность давлений в широкой части и в узкой части Р=10 мм. рт. ст.

2. На сколько увеличилась громкость звука, если интенсивность звука увеличилась от порога слышимости в 1000 раз. Задачу решить для звука с частотой: а) 100 Гц, б) 1кГц.

3. Сопротивление ткани постоянному току в цепи между электродами при гальванизации составляет 2000 Ом, при площади прокладок 100 см2 и плотности тока 0,1 мА/см2. Определить напряжение, которое должен обеспечивать аппарат гальванизации.

4. При прохождении света через слой раствора поглощается 1/3 первоначальной световой энергии. Определите коэффициент пропускания и оптическую плотность раствора.

5. Абсолютно черное тело имеет температуру Т1=2900 К. В результате остывания тела длина волны, которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на =9 мкм. До какой температуры Т охладилось тело?

6. Определите длину волны монохроматического света, падающего нормально на дифракционную решетку, имеющую 300 штрихов на 1 мм, если угол между направлениями на максимумы первого и второго порядка составляет 12°.

7. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга d=0,5 мм (=0,6 мкм).

Определите расстояние l от щели до экрана, если ширина x интерференционных полос равна 1,2 м.

9. Определить абсолютное удлинение сухожилия 5 см и диаметром 4 мм под действием силы 31,4 Н. Модуль упругости сухожилия принять равным 109 Па.

10. Естественный свет интенсивностью I0 проходит через поляризатор и анализатор, угол между главными плоскостями которых составляет. После прохождения света через эту систему он падает на зеркало и, отразившись, проходит вновь через нее.

Пренебрегая поглощением света, определить интенсивность I света после его обратного прохождения.

2.5 Критерии оценки промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (зачёт) При определении требований к промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины «Физика. Математика» необходимо руководствоваться следующими критериями оценки знаний студентов:

- оценки «отлично» заслуживает студент, обнаруживший всестороннее, систематическое и глубокое знание программного материала, умение свободно выполнять задания, предусмотренные рабочей программой дисциплины (РПД), усвоивший основную и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной программой. Как правило, оценка «отлично»

выставляется студентам, усвоившим взаимосвязь основных понятий дисциплины в их значении для приобретаемой профессии, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании учебного материала;

- оценки «хорошо» заслуживает студент, обнаруживший полное знание программного материала, успешно выполняющий предусмотренные в программе задания, усвоивший основную литературу, рекомендованную в программе. Как правило, оценка «хорошо» выставляется студентам, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебной работы и профессиональной деятельности;

- оценки «удовлетворительно» заслуживает студент, обнаруживший знание основного программного материала в объёме, необходимом для дальнейшей учёбы и предстоящей работы по профессии, справляющийся с выполнением заданий, предусмотренных программой, знакомый с основной литературой, рекомендованной программой. Как правило, оценка «удовлетворительно»

выставляется студентам, допустившим погрешности непринципиального характера в ответе на зачёте и при выполнении заданий, предусмотренных на - оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях основного программного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий. Как правило, оценка «неудовлетворительно» ставится студентам, которые не могут продолжить обучение или приступить к профессиональной деятельности по окончании вуза без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине.

С учетом изложенных критериев и специфики дисциплины «Физика.

Математика» устанавливаются требования к оценке знаний на зачёте, освоение которых связано преимущественно с формированием теоретических знаний, практических умений и навыков.

3. Методические указания для самостоятельной работы студента 3.1 Рекомендуемый режим и характер различных видов учебной работы, а также выполнение самостоятельной работы Организация самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя является одним из наиболее эффективных направлений в учебном процессе, развивающим самостоятельную творческую деятельность, исключительно сильно стимулирующую приобретение и закрепление знаний. СРС приобретает особую актуальность при изучении специальных дисциплин, поскольку стимулирует студентов к работе с необходимой литературой, вырабатывает навыки принятия решений.

Большую роль при организации СРС играют информационные компьютерные технологии и мощные программные продукты, позволяющие существенным образом влиять на процесс проектирования, позволяя, например, имитировать модели реальных процессов с учетом вероятностного характера окружающей реальности. Результатом самостоятельного изучения отдельных вопросов дисциплины должно быть направлено на формирование фундаментальных знаний и одновременно профессиональных компетенций.

• Достижению данной цели будет способствовать четкое структурирование содержания: выделение дисциплинарных модулей. Выделение модулей позволит формировать четкие междисциплинарные связи, видеть значение приобретенных при изучении физики и математики знаний, умений и навыков в формировании общекультурных и профессиональных компетенций.

• Необходимо предусматривать формы самостоятельной работы, направленные на формирование умения поиска информации студентом в доступных информационных источниках. Такими формами, кроме традиционных рефератов, может быть устное изложение студентом углубленного теоретического материала, необходимого для понимания сути предстоящей лабораторной работы или семинара.

• Самостоятельная работа с литературой формирует умение использовать на практике достижения естественнонаучных и медико-биологических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности.

• Различные виды самостоятельной работы студента, способствуют овладению:

культурой мышления, способностью в письменной и устной речи логически правильно оформить результаты работы; способностью к критическому восприятию информации, восприятию инноваций; формируют способность и готовность к самосовершенствованию, самореализации, личностной и предметной рефлексии.

Осуществление текущего контроля СРС рекомендуется проводить в виде собеседования с последующим выставлением отметки в журнал по каждой теме.

Самостоятельная работа студентов по написанию рефератов Выполнение письменной работы имеет свои особенности. Этот вид самостоятельной работы, как правило, предполагает изложение проблемы в результате изучения литературы по указанным темам, совершенствование навыков письменной коммуникации. В процессе выполнения самостоятельной работы, связанной с подготовкой устного сообщения или реферата, следует внимательно подойти к подбору литературы на выбранную или заданную тему, проанализировать полученную информацию, подобрать необходимый для раскрытия темы материал, сгруппировать его, составить план реферата или устного сообщения. Обязательным условием является выступление с докладом перед студентами группы, мотивированная формулировка собственной позиции по рассматриваемой теме, ответы на возможные вопросы, выступления оппонентов. Это позволяет формировать навык общения с аудиторией, необходимый будущему специалисту – врачу, а также формирует мировоззренческую позицию.

Следует помнить, что реферат – это не конспект монографии или статьи. Чтение литературы должно быть критическим. Необходимо выразить собственное отношение к идеям автора.

Качество реферата оценивается по следующим критериям:

- единство содержания (четкая формулировка главной идеи, однонаправленность используемого для ее раскрытия материала);

- четкость композиции (связь между всеми разделами, частями);

- использование конкретных фактов (для подкрепления основной мысли);

- грамматическая правильность.

Структура реферата включает:

1) введение – обоснование избранной темы, ее важность, задачи работы;

2) основную часть – раскрывает содержание темы, проблемы;

3) заключение – общие выводы.

Выполняя работу, необходимо руководствоваться следующими правилами:

1) работа оформляется в соответствии с требованиями, которые предъявляются к заданиям такого рода;

2) для комментариев преподавателя оставляйте поля слева;

3) страницы должны быть пронумерованы, заголовки вопросов и подпунктов четко выделены в соответствии с планом;

4) в тексте обязательно делайте сноски на используемую литературу в соответствии с требованиями ГОСТа;

5) список используемой литературы приводится в конце работы в алфавитном порядке; это составная часть работы, в определенной мере отражающая степень изученности проблемы студентом.

При написании рефератов наиболее часто встречаются следующие недостатки:

- отсутствие плана работы;

- теоретические вопросы рассматриваются в отрыве от практики;

- отсутствуют ссылки на источники (список в конце работы);

- выводы формулируются нечетко (либо отсутствуют совсем).

При подготовке доклада по написанному реферату формируется умение кратко излагать проблему, развиваются необходимые практические навыки, повышается интерес к профессии. Данный вид работы предъявляет определенные требования к докладчику: он предполагает совершенствование навыков устной речи, эффективную передачу информации. Необходимо продумать план изложения материала, раскрыть основные положения, привести убедительные примеры (факты), учитывать «состав» аудитории. Обращается внимание на композицию речи - вступление, основная часть, заключение, подведение итогов, соблюдение регламента.

Обсуждая доклад (реферат) студенты могут дополнять его, задавать вопросы.

Самостоятельная работа студентов по решению задач по физике Решение задач в процессе обучения физике имеет многогранные функции: оно средство осознания и усвоения изучаемых понятий, явлений и закономерностей, средство отработки знаний и формирования умений применять их на практике, средство повторения пройденного, способ связи курса физики с жизнью и производством во всех его разновидностях, средство создания проблемных ситуаций, предваряющих рассмотрение нового раздела или вопроса. Оно имеет, кроме перечисленных обучающих функций, и ряд воспитывающих: учит трудиться, быть целеустремленным и самостоятельным, творчески активным.

Важное значение имеет формирование у студентов обобщенных умений, выработка общего подхода. А поскольку выражением такого подхода являются алгоритмы и алгоритмические предписания, необходимо иметь представление об общепринятом алгоритме решения задач по физике (Алгоритм - описание последовательности действий или (план).

Алгоритм решения физических задач (памятка студента):

1. Внимательно прочти условие задачи.

2. Произведи краткую запись условия задачи с помощью общепринятых буквенных обозначений (СИ).

3. Выполни рисунки или чертежи задачи.

4. Определи, каким методом будет решаться задача, составь план решения.

5. Запиши основные уравнения, описывающие процессы, предложенные задачной системой.

6. Найди решение в общем виде, выразив искомые величины через заданные.

7. Проверь правильность решения задачи в общем виде, произведя действия с наименованием величин.

8. Произведи вычисления.

9. Произведи оценку реальности полученного решения.

3.2 Перечень вопросов, которые предназначены для внеаудиторной самостоятельной работы студентов и нацеливают их на промежуточные и итоговые формы контроля.

а) примерный перечень вопросов для СРС по подготовке к лабораторному практикуму:

№ № раздела п/п дисциплины Основные вопросы лабораторного практикума 1. 3.6 Вариационная пульсометрия. Анализ вариабельности 2. 3.1 Аудиометрия: физические аспекты слуха, снятие 3. 3.2 Определение вязкости жидкости с помощью 4. Доплерометрия: физические основы эффекта Доплера, 3.1; 5.1 определение скорости и ускорения потока крови и 5. Манометрия: физические основы насосной функции 3.6 сердца, измерение артериального давления.

6. Электрокардиография: физические основы теории 3.3 отведений Эйнтховена, регистрация и анализ ЭКГ.

7. 3.3 Определение электрической оси сердца.

8. Пульсовая оксиметрия: физические основы поглощения 5.2 света веществом, определение насыщения артериальной 9. Капнометрия: физические основы спектроскопии, 3.2 определение концентрации углекислого газа во 10. 3.2 Фотоплетизмография: физические основы б) вопросы для СРС по подготовке к семинарским занятиям:

№ № раздела п/п дисциплины 1. Математические методы решения интеллектуальных 1.1-1.3 задач и их применение в медицине.

2. 2.1 Классификация электроприборов. Привила эксплуатации 3. 3.1-3.7 лежащие в основе процессов, протекающих в организме 4. 4.1-4.5 Характеристики воздействия физических факторов на 5. 5.1, 5.4 Физические основы функционирования медицинской V. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) а) Основная литература:

1. Ремизов А.Н. Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов. – 9-е изд., М.: ГОЭТАР-Медиа, 2009.

2. Федорова В.Н. Краткий курс медицинской и биологической физики с элементами реабилитологии. Лекции и семинары: учебное пособие для студ. мед. вузов / В.Н.

Федорова, Л. А. Степанова. - 2-е изд., испр. М., ФИЗМАТЛИТ, 2008. Рекомендовано УМО по мед. и фарм. образованию.

3. Медицинская и биологическая физика [Электронный ресурс]: учебник / А.Н.

Ремизов. – 4-е изд., испр. и перераб. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 648 с. – Режим доступа: http://studmedlib.ru 4. Физика и биофизика: краткий курс [Электронный ресурс]: учеб. пособ. – М.:

ГЭОТАР-Медиа, 2011. – 288 с. – Режим доступа: http://studmedlib.ru б) Дополнительная литература:

1. Павлушков И.В. Основы высшей математики и математической статистики:

Учебник для студ. мед. вузов / И.В. Павлушков. - 2-е изд., испр. - М.: ГЭОТАРМедиа, 2008.

2. Ремизов А.Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике: учебное пособие для студ. мед. вузов / А. Н. Ремизов, А. Г. Максина. - 3-е изд., стереотип. М. : Дрофа, 2001. - 189 с. : ил. - (Высшее образование). Рекомендовано Министерством образования РФ.

3. Верстаков Е.С. Сборник тестовых заданий по физике: Учебно-методическое пособие для студентов лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов / Веростаков Е.С., Коробкова С.А. и др. – Волгоград: Изд-во ВолГМУ, 2010. – 192 с.

4. Дрокова О.В., Коняева Н.В., Коробкова С.А. Физика. Руководство к лабораторному практикуму: Учебно-методическое пособие. – Волгоград: Изд-во ВолГМУ, 2010. – 112 с.

5. Федорова В.Н., Фаустов Е.В., Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами. М., ГЭОТАР-Медиа. 2009.

6. Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами [Электронный ресурс]: учеб. пособ. / В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 592 с. – Режим доступа: http://studmedlib.ru 7. Медицинская биофизика. [Электронный ресурс]: учебник для вузов / В.О.

Самойлов. – СПб.: СпецЛит, 2007. – 560 с. – Режим доступа: http://studmedlib.ru в) Общесистемное и прикладное программное обеспечение и Интернетресурсы:

Windows XP, Vista – 7;

1.OS 2.набор офисных программ (MS Office 2003, 2007);

3.пакет программ для статистической обработки данных (Statistica);

4.Интернет-обозреватели (Explorer и др.);

5. программные средства для контроля знаний на базе МЦСС ВолгГМУ.

6.Сайт ВолгГМУ http://www.volgmed.ru.

VI. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 1) перечень лабораторий:

лаборатории физики и физиотерапевтической аппаратуры (4-30, 5-32) 2) компьютерные классы на базе МЦСС и библиотеки ВолгГМУ.

3) оборудование:

п/ для обеспечения учебного процесса 3. Установка лабораторная «Определение вязкости методом 6 шт.

4. Установка лабораторная «Определение Вязкости 6 шт.

жидкости с помощью вискозиметра».

5. Установка лабораторная «Изучение механических 2 шт.

колебаний с помощью кимографа».

6. Установка лабораторная «Снятие спектральной 2 шт.

характеристики уха на пороге слышимости».

7. Установка лабораторная «Измерение размеров 4 шт.

микрообъекта с помощью микроскопа».

8. Установка лабораторная «Диполь как электрическая 2 шт.

модель сердца».

электрокардиограммы».

10. Установка лабораторная «Определение показателя 4 шт.

преломления жидкости с помощью рефрактометра».

11. Установка лабораторная «Определение концентрации 2 шт.

раствора сахара при помощи поляриметра СМ-2».

12. Установка лабораторная «Определение концентрации 2 шт.

окрашенных растворов фотоэлектроколориметром».

13. Установка лабораторная «Аппарат дарсонвализации». 2 шт.

15. Установка лабораторная «Моделирование состояния 3 шт.

сердечнососудистой системы в динамике на ПМК».

VII. Научно-исследовательская работа студента Метод исследовательской работы – это самый высокий уровень СРС, на котором создаются предпосылки для творческой деятельности студентов, что требует от них более глубокого проникновения в сущность изучаемого явления или объекта, установления причинных связей, освоения плана подбора литературы, методов реферирования и выделения главного.

Научно-исследовательской работа студентов при изучении данной дисциплины заключается в изучении специальной литературы и другой научно-технической информации о достижениях современной отечественной и зарубежной науки и техники;

в участии и в проведении научных исследований или выполнении технических разработок; в осуществлении сбора, обработки, анализа и систематизации научнотехнической информации по теме (заданию); в составлении отчёта по теме или её разделу; в подготовке и выступление с докладом на конференции и работы в студенческом научном кружке кафедры.