Моделювання біологічних процесів та систем

Анотація навчальної дисципліни

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

Практичне значення та використання отриманих знань: опанування термінології, методів та алгоритмів моделювання структур та динамічних аспектів функціонування складних систем у біології та медицині.

Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Основні поняття моделювання».
Лекція 2. «Аналіз моделей біологічних систем».
Лекція 3. «Математичні схеми моделювання систем».
Лекція 4. «Моделі зростання популяцій».
Лекція 5. «Моделювання динаміки популяцій».
Лекція 6. « Інформаційні процеси в біології та медицині».
Лекція 7. « Біотехнічні медичні системи терапевтичного призначення».
Лекція 8. «Біотехнічні системи лазерного впливу».
Лекція 9. «Моделі взаємодії видів».
Лекція 10. « Моделювання стохастичних процесів».
Лекція 11. «Фармакокінетика».
Лекція 12. «Моделювання обмінних процесів в організмі людини».
Лекція 13. «Моделювання обмінних процесів в організмі людини.».
Лекція 14. «Моделювання стану людини та соціальної взаємодії».
Лекція 15. « Моделювання стану людини та соціальної взаємодії».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Способи побудови і розв’язання диференційних рівнянь».
Мета заняття: Закріплення теоретичного матеріалу, отримати поняття про побудову диференційних рівнянь при моделюванні біологічних процесів.
Лабораторне заняття №2. «Аналіз особливих точок. Використання методу ізоклін».
Мета заняття Закріплення теоретичного матеріалу, отримати поняття про механізми зростання популяції, епідемії та інші процеси.
Лабораторне заняття №3. «Застосування моделей Мальтуса, Ферхюлста, Лотки-Вольтерри».
Мета заняття: Закріплення теоретичного матеріалу, розуміти інструменти для вивчення дінаміки популяцяй у природних екосистемах.
Лабораторне заняття №4. « Проектування штучної нейронної мережі».
Мета заняття: зрозуміти основні етапи проектування.. 
Лабораторне заняття №5. «Розрахунок параметрів фармакокінетичної моделі».
Мета заняття: отримати розуміння розв’язування задачі з визначення параметрів фармакокінетичної моделі.
Лабораторне заняття №6. «Аналіз моделі вуглеводного обміну в організмі людини».
Мета заняття: отримати навички з розрахунку моделей для організму людини. 
Лабораторне заняття №7. «Математична основа тестових методик. Побудова моделі особистості».
Мета заняття: отримати вміння оцінювати інформативність фізіологічних показників. 

Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Основні поняття моделювання».
Лекція 2. «Аналіз моделей біологічних систем».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Способи побудови і розв’язання диференційних рівнянь. Аналіз особливих точок. Використання методу ізоклін».
Мета заняття: закріплення теоретичного матеріалу, отримати поняття про побудову диференційних рівнянь при моделюванні біологічних процесів, отримати поняття про механізми зростання популяції, епідемії та інші процеси..

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

 Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти
не передбачено.

Для заочної форми здобуття освіти
Захист 1 контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи ‒ 100 балів.
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 20 теоретичних питань кожне з яких оцінюється у 5 балів. 
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

 Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти
Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів.

Поточний контроль полягає у виконанні:
1)    7-мі практичних робіт. Бездоганне виконання практичної роботи № 1 та 2 оцінюється по 5 балів, практичні роботи № 3, №4, №5, №6 та №7 оцінюються кожна по 6 балів. Разом – 40 балів;
2)    двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичних питань та проводяться у письмовій формі. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання кожного завдання). Разом – 60 балів. Модульна контрольна робота 1 – бездоганне виконання 30 балів (модульна робота складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 задача), відповідь на кожне питання оцінюється максимум у 10 балів).
За кожний модульний контроль по 50 балів. Разом за семестр ‒ 100 балів. 

Для заочної форми здобуття освіти
Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів при виконанні індивідуальної контрольної роботи.

 Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю 

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 
Викладач на першому 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.
Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на заліку або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
Складання/перескладання заліку – за встановленим деканатом розкладом.
Під час лекції, лабораторного (практичного) заняття, МКР, заліку здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
Під час розв’язання задач на МКР та заліку дозволяється користуватися довідниками.
Заборонено використання будь-яких літературних джерел, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів з дисципліни.