Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФМФ

В.К. Иванов

«_» _ _ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение в специальность 2 (структурная биология) Кафедра-разработчик Биофизика Направление (специальность) подготовки 011200 Физика Наименование ООП Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Образовательный стандарт Федеральный ГОС Форма обучения очная Соответствует ФГОС ВПО.

Утверждена протоколом заседания кафедры Биофизика № 2 от 17.05. Программу в соответствии с ФГОС ВПО разработали:

дфмн М.Г. Петухов кфмн Г.Н. Рычков 1. Цели и результаты изучения дисциплины 1.1. Цели изучения дисциплины Целью изучения дисциплины «Введение в специальность2 (структурная биология)»

является ознакомление студентов младших курсов с основными понятиями, объектами, тенденциями развития и проблемами в области биофизики, молекулярной и клеточной биологии.

Программа подготовки бакалавров-физиков на младших курсах в силу своей специфики и сложившейся за долгое время успешной практики ориентирована преимущественно на изучение общих естественнонаучных и математических дисциплин. При этом переход от изучения общих дисциплин к изучению специальных дисциплин, особенно в случае специализации будущих бакалавров в области молекулярной биологии и биофизики, оказывается достаточно сложным. Настоящая дисциплина призвана частично скомпенсировать дефицит специальных дисциплин, изучаемых на младших курсах.

1.2. Результаты обучения (компетенции) выпускника, в формирование которых вносит вклад освоение дисциплины Код Результат обучения (компетенция) выпускника ООП ОК- способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук ОК- способностью приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии ОК- способностью к письменной и устной коммуникации на родном языке ОК- способностью получить и использовать в своей деятельности знание иностранного языка ОК- способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности навыки работы с информацией из различных источников ПК- способностью использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач ПК- способностью применять на практике базовые профессиональные навыки ПК- способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (в соответствии с профилем подготовки) 1.3. Планируемые результаты освоения дисциплины – знание основных направлений развития биофизической науки;

– умение анализировать литературные экспериментальные данные в профессиональной области;

– умение интерпретировать и оценивать профессиональную информацию;

– умение самостоятельно работать с литературными источниками и расширять свой научный кругозор.

2. Место дисциплины в ООП Согласно ФГОС ВПО направления 011200 «Физика» (квалификация «бакалавр») дисциплина «Введение в специальность2 (структурная биология)» относится к дисциплинам по выбору вариативной части математического и естественнонаучного цикла Б.2.

Дисциплину «Введение в специальность2 (структурная биология)» студенты изучают во 3-м семестре (второй год обучения).

Изучение дисциплины «Введение в специальность2 (структурная биология)»

опирается на знания в области химии, физики и общей биологии, освоенные студентами на предшествующих этапах обучения.

Результаты изучения дисциплины «Введение в специальность2 (структурная биология)» используются при изучении дисциплин профессионального цикла Б. (физическая биохимия, метаболическая биохимия, физика белка, молекулярная биология клетки и др.).

Кроме того, результаты изучения дисциплины используются при подготовке выпускной квалификационной работы (раздел Б.4 ФГОС).

3. Распределение трудомкости освоения дисциплины по видам учебной работы 3.1. Виды учебной работы в том числе творческая проблемно-ориентированная самостоятельная – работа Общая трудоемкость освоения дисциплины в академических часах: 3.2. Формы контроля 4. Содержание и результаты обучения 4.1. Разделы дисциплины и виды учебной работы Вводное занятие Семинары. Устные выступления студентов на выбранные темы по специальности Семинары. Устные выступления студентов на выбранные темы по специальности 3. Итоговый семинар 4.2. Содержание разделов и результаты изучения дисциплины 1. Вводное занятие 1.1. Вводное занятие Условия проведения семинаров. Правила представления доклада на семинаре. Обсуждение и выбор тем семинаров, их распределение между студентами.

2. Семинары. Устные выступления студентов на выбранные темы по специальности 2.1. Семинары. Устные выступления студентов Умение ориентироваться в выбранной на выбранные темы по специальности Примерные темы для докладов: Принципы и возможности ЯМР высокого разрешения ЯМРУмение представления данных в спектрометры. Принципы корреляционной спектроспии. ЯМР белков Пробоподготовка биологических образцов для ЯМР спектроскопии ЯМР динамических процессов Программное обеспечение ЯМР экспериментов и молекулярная динамика по данным ЯМР Методы рентгеновской и электронной дифракции, рассеяние нейтронов.

Масс-спектрометры, принципы ионизации и анализа масс. Принципы и техническая реализация метода масс-спектрометрии. Введение в протеомику Аналитическая протеомика, и протеомные базы данных. Идентификация белков по массе пептидных фрагментов. Определение аминокислотной последовательности пептидов с помощью тандемной масс-спектрометрии.

Измерение уровня экспрессии белков c помощью тандемной масс-спектроскопии. Белок-белковые взаимодействия и белковые сети. Базы данных белкового взаимодействия. Многостадийный массанализ сложных смесей. Анализ белкового взаимодействия в Saccharomyces cerevisiae Базы данных белкового взаимодействия. Протеомный анализ онкологических заболеваний Протеом и анализ экспрессии белков с помощью массспектрометрии Протеомика и биоинформатика Протеомика мембранных белков 3. Итоговый семинар 3.1. Итоговый семинар Обсуждение прослушанных докладов. Обсуждение представленные в докладах данные проблематики, вызвавшей наибольший интерес.

Контрольный опрос по материалам прослушанных докладов.

5. Образовательные технологии Преподавании дисциплины «Введение в специальность1 (Структурная биология)»

проводится в форме семинаров. Темы семинаров раздаются преподавателем на вводном занятии.

Занятия в активной и интерактивной формах Интерактивные практические занятия-семинары 6. Лабораторный практикум Не предусмотрен 7. Практические занятия Практические занятия по дисциплине "Введение в специальность 2 ("Структурная биология)" проводятся в форме семинаров.

8. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Самостоятельная работа студентов направлена на закрепление и углубление освоения учебного материала. Самостоятельная работа студентов в рамках дисциплины «Введение в специальность 2 (Структурная биология)» включает в себя следующие виды самостоятельной работы:

- работу с рекомендованными литературными источниками при подготвке к выступлению на семинаре;

- написание курсовой работы по выбранной теме;

- подготовку в зачету.

Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа в рамках дисциплины «Введение в специальность 2 (Структурная биология)» включает в себя:

- поиск, обработку и презентацию информации по печатным изданиям и электронным источникам информации по заданной проблеме ;

- выступление на указанном выше семинаре.

Методы контроля самостоятельной работы студентов включают выступление на семинаре. Учебные и методические пособия, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе, указаны ниже в разделе 9.2.

Примерное распределение времени самостоятельной работы студентов подготовка к лабораторным работам, к практическим и семинарским занятиям подготовка к контрольным работам, коллоквиумам, зачтам 9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 9.1. Адрес сайта курса РПД размещается по адресу http://biophysics.spbstu.ru/399_01w.html.

9.2. Рекомендуемая литература Основная литература СПб. Лань, 1. Биофизика. учеб. для вузов по спец. "Биофизика". в 2 т.. / 2004 Библиотека А. Б. Рубин — М. Изд-во МГУ, Ресурсы Интернета 1. "Соросовский образовательный журнал" / http://www.netbook.perm.ru/soj.html 9.3. Технические средства обеспечения дисциплины http://univertv.ru/, разделы Химия, Биология;

http://www.humbio.ru/, база знаний по биологии человека;

http://www.bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/ Интернет-портал «Легендарный Физтех».htm http://www.distedu.ru/edu2/index.php ЛЕКЦИИ ПО ЭНЗИМОЛОГИИ 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины Аудиторный класс, наличие проектора для демонстрации наглядных пособий и экрана.

Компьютерный класс, лицензионное программное обеспечение, Internet.

Наличие в библиотечном фонде отечественной и зарубежной научно-популярной литературы по направлению подготовки (физика, химия, молекулярная биология).

Наличие подборки научно-популярных и обзорных статей, рассчитанных на широкий круг читателей, по направлению подготовки как базового материала для подготовки выступлений студентов.

11. Критерии оценивания и оценочные средства 11.1. Критерии оценивания Качество освоения дисциплины "Введение в специальность 2 (Структурная биология)" оценивается при выставлении зачета.

Итоговая оценка на зачете по дисциплине "Введение в специальность 2 (Структурная биология)" выставляется по результатам активности студента на семинарских занятиях, результатам выступления с докладом, результатам выполненной в рамках семинарских занятий курсовой работы по выбранной теме.

11.2. Оценочные средства Единственным материальным оценочным средством дисциплины "Введение в специальность 2 (Структурная биология)" является курсовая работа по выбранной теме.

12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины Настоящая дисциплина была введена в учебный план кафедры на основании значительного опыта по подготовке физиков, специализирующихся в области структурной биологии и биофизики. Проблематика и терминология дисциплин специализации, изучаемых на кафедре, в силу своей новизны и динамичности, мало представлена в общих естественнонаучных дисциплинах, изучаемых на младших курсах.

Кроме того, студенты естественнонаучных направлений в среднем закономерно имеют недостаточный опыт самостоятельных устных выступлений. Практический опыт самостоятельного доклада на семинаре по проблематике специальности и последующее обсуждение доклада и проблемы в группе на младших курсах оказываются очень ценными для последующих докладов студентов на более «серьезных» семинарах. Для того чтобы познакомить студентов с этой проблематикой и дать им возможность попробовать себя в устных выступлениях вводится настоящая дисциплина, построенная в основном на базе семинарских занятий.

Рекомендуется проводить семинары в виде устных докладов студентов на выбранные темы, продолжительностью 15-30 минут с обязательным последующим обсуждением.

Семинар проводится в одной академической группе, при этом за время изучения дисциплины каждый студент должен подготовить 1-2 устных сообщения. Для выбора тем предлагается базовый набор материалов, подготовленных преподавателем. Лучше всего на роль таких материалов подходят научные обзоры, рассчитанные на широкий круг читателей или учебные статьи, в том числе из дополнительной литературы по специальным дисциплинам. Статьи в научной периодике, как правило, узки по проблематике, содержат слишком много специальной терминологии, плохо воспринимаются аудиторией и не способствуют достижения цели изучения дисциплины.

Студент самостоятельно изучает предложенный материал, обращаясь с текущими вопросами к преподавателю, готовит доклад и представляет его на семинаре. Студентам также можно предложить выбрать темы самостоятельно, при этом тема и материалы должны быть согласованы с преподавателем, ведущим семинар (по вышеуказанным причинам). Не обязательным, но желательным является использование для подготовки материалов на английском языке. Опыт проведения семинаров показывает, что устные выступления на английском языке, несмотря на их очевидную пользу для готовящего выступление, плохо воспринимается аудиторией. Это связано с очевидным усложнением задачи докладчика, который должен одновременно донести до аудитории смысл обсуждаемой проблемы и при этом соблюдать правильность лексических и грамматических форм иностранного языка. Большинству докладчиков на втором курсе этого не удается. По сходным причинам не вполне целесообразно использование компьютерных презентаций. Роль преподавателя при преподавании дисциплины помимо прослушивания и исправления докладов и текущему контролю, включает в себя консультирование студентов в процессе изучения ими материалов и подготовке выступления, а также организацию семинаров в случае неготовности докладчиков. Данная дисциплина не ставит целью освоение необходимого фиксированного набора разделов, но требует хорошего понимания студентами материала семинаров. Поэтому возможна коррекция набора предлагаемых тем на основе анализа результатов предварительной оценки текущих знаний по химии и биологии, например, по тестам, проводимым на вводном занятии.

Текущий контроль усвоения и понимания студентами материалов сделанных сообщений проводится в виде контрольных вопросов, задаваемых преподавателем докладчику и слушателям. Итоговый контроль знаний и навыков, полученных студентами можно проводить в виде устного опроса или письменного тестирования.