Моделювання біологічних процессів та систем

Мета – є вивчення студентами принципів, засобів та способів створення, аналізу, дослідження та застосування математичних моделей для вирішення прикладних задач біології та медицини.  

Завдання навчальної дисципліни:  ознайомити з основними поняттями біотехнічних систем, сформувати у студентів цілісне уявлення про властивості живих систем, про теорію аналізу та синтезу біотехнічних систем, будувати і оптимізувати моделі функціональних процесів в БТС, орієнтованих на активну діагностику і управління станом організму; навчити вмінню самостійного пошуку і аналізу інформації, використання її в процесі науково-практичної діяльності. 

Основні результати навчання

Розуміти теоретичні та практичні підходи до створення та керування медичним обладнанням та медичною технікою. 

Надавати рекомендації щодо вибору обладнання для забезпечення проведення діагностики та лікування.

Знати теорії систем, системного аналізу, положення теорії прийняття рішення та їх застосування в медицині при виконанні медико- біологічних досліджень. 

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
Л – лекційні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; ПЗ – практичні заняття – практична підготовка до й активна участь в обговоренні питань і виконанні завдань безпосередньо на занятті; К – консультації викладача; КР – курсова робота; МКР – модульна контрольна робота.

Тематика та види навчальних занять

1 тиждень

Л1. Основні поняття моделювання. 
СРС, К. 

2 тиждень

Л2. Аналіз моделей біологічних систем. 
СРС, К.

3 тиждень

Л3. Математичні схеми моделювання систем. 
ПЗ№1. Способи побудови і розв’язання диференційних рівнянь. 
СРС, К

4 тиждень

Л4. Моделі зростання популяцій. 
ПЗ№2. Аналіз особливих точок. Використання методу ізоклін.  
СРС, К. 

5 тиждень

Л5. Моделювання динаміки популяцій.  . 
СРС, К.

6 тиждень

Л6.  Інформаційні процеси в біології та медицині. 
СРС, К.

7 тиждень

Л7.  Біотехнічні медичні системи терапевтичного призначення.
ПЗ № 3.  Застосування моделей Мальтуса, Ферхюлста, Лотки-Вольтерри.  
СРС, К, МКР1

8 тиждень

Л8.  Біотехнічні системи лазерного впливу.
СРС, К.

9 тиждень

Л9.  Моделі взаємодії видів.
ПЗ№4.   Проектування штучної нейронної мережі. 
СРС,  К, КР та РР початок етапу 3

10 тиждень

Л10.  Моделювання стохастичних процесів. 
СРС, К.

11 тиждень

Л11.  Фармакокінетика. 
ПЗ№5.  Розрахунок параметрів фармакокінетичної моделі .
СРС, К

12 тиждень

Л12.  Моделювання обмінних процесів в організмі людини. 
СРС, К

13 тиждень

Л13.  Моделювання обмінних процесів в організмі людини. 
ПЗ№6. Аналіз моделі вуглеводного обміну в організмі людини. 
СРС, К, МКР2. 

14 тиждень

Л14.  Моделювання стану людини та соціальної взаємодії. 
СРС, К. 

15 тиждень

Л15.  Моделювання стану людини та соціальної взаємодії. 
ПЗ№7.  Математична основа тестових методик. Побудова моделі особистості. 
СРС, К

Індивідуальна робота: не передбачено

Самостійна робота
Самостійна робота складається з творчого сприйняття й осмислення навчального матеріалу протягом лекцій, підготовки до практичних занять, виконання індивідуальних контрольних завдань.

Самостійна робота складає 46 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 16 годин;

2) підготовка до лабораторних занять, виконання індивідуальних контрольних завдань та підготовка до заліку – разом 30 години.

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Студенти впродовж семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують дві модульні контрольні роботи. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів. 

Семестровий модуль № 1
ЛЗ. Оцінка за виконання – 20 балів. Термін надання – 7 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2
ЛЗ. Оцінка за виконання – 20 балів. Термін надання – 15 тиждень.
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).

Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.

Умови допуску до підсумкового контролю
До заліку допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни не менш, ніж на 60 %. Залік відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни. Складання/перескладання заліку відбувається за встановленим деканатом розкладом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання, відвідувати консультації викладача з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань. Такій підхід сприяє формуванню академічної культури та академічної доброчесності, здобуттю навичок самостійної роботи і формування відповідних компетентностей, як для успішного навчання на відповідному освітньому рівні, так і для майбутньої професійної діяльності.

Викладач на першому аудиторному занятті надає повну інформацію щодо усіх складових дисципліни, роз’яснює кількісне та якісне наповнення змістовних модулів, рекомендує відповідну фахову літературу, інформує щодо критеріїв оцінювання рівня навчальних досягнень здобувача з усіх видів та форм навчання та термінів контрольних заходів. 

Викладач здійснює консультації відповідно до затвердженого завідувачем кафедри графіка консультацій.

Відсутність здобувача на МКР відповідає оцінці «0». 

Складання/перескладання  заліку відбувається за встановленим деканатом розкладом. 

Під час Л, ПЗ, МКР, Е користуватися телефоном заборонено.

Заборонено використання будь-яких літературних джерел, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів з дисципліни.