5005173 5158284 С.2 Физика, математика

Материал из Образовательные программы ПСПбГМУ
Перейти к: навигация, поиск

31.05.03 Стоматология. С.2 Физика, математика

Общая информация
Подразделение: Кафедра физики, математики и информатики (425935)
Семестр(ы): 1

Программа

Цели и задачи дисциплины

Цель дисциплины – овладение студентом физических законов, лежащих в основе процессов жизнедеятельности человека, а также ознакомление студентов с основами современного математического аппарата в качестве средства решения различных теоретических и практических задач физики, химии, биологии и ряда клинических дисциплин.

При этом задачами дисциплины являются:


  • повышение уровня теоретической подготовки студентов, умение использовать статистические методы для обработки и анализа данных медико-биологических исследований;
  • понимание студентом смысла физических явлений, происходящих в живом организме, использование физических законов при диагностике и лечении заболеваний, умение разобраться в принципах работы и устройстве физических приборов и аппаратов, применяемых в современной медицине.

Место дисциплины среди других дисциплин учебного плана

Дисциплина относится к математическому, естественно-научному и медико-биологическому циклу дисциплин по специальности Стоматология высшего профессионального медицинского образования, изучается в первом семестре.


Для изучения данной дисциплины студент должен обладать знаниями основ физики, элементарной и высшей математики в объеме средней школы, а так же уметь применять эти знания для решения практических задач.

Методы преподавания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у выпускника следующих компетенций: а) общекультурные (ОК):


  • способен и готов использовать на практике методы естественно-научных, медико-биологических наук в различных видах профессиональной деятельности (ОК-I);
  • способен использовать медицинскую терминологию, научно-медицинскую и парамедицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования. (ОК-4);
  • способен к работе с оригинальной литературой по специальности. (ОК-7);
  • способен грамотно использовать в профессиональной деятельности компьютерную технику, медико-техническую аппаратуру, готов применять современные информационные технологии для решения профессиональных задач (ОК-12).

б) профессиональные (ПК):


  • способен и готов к интерпретации лабораторных, аппаратных и прочих результатов проведенных исследований (ПК- 17);
  • способен и готов изучать научно-медицинскую и парамедицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК- 46);
  • способен и готов к освоению современных теоретических и экспериментальных методов исследования в медицине (ПК- 47).

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:


  • математические методы решения интеллектуальных задач и их применение в медицине;
  • правила работы и техники безопасности в физических лабораториях при работе с аппаратурой и ее надежность;
  • основные физические явления и закономерности, лежащие в основе процессов, протекающих в организме человека; характеристики воздействия физических факторов на организм; физические основы функционирования медицинской аппаратуры.
  • методы защиты от ионизационного воздействия.
  • характеристики физических факторов, оказывающих воздействие на организм;
  • биофизические механизмы такого воздействия;
  • назначение и основы устройства физиотерапевтической и диагностической аппаратуры;
  • основы дифференциального и интегрального исчисления;
  • основные понятия теории вероятностей и математической статистики;
  • основы корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов;
  • основные возможности технических и программных средств информатики;
  • основные законы биомеханики и ее значение для стоматологии.

Уметь:


  • пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности;
  • пользоваться лабораторным оборудованием.
  • проводить статистическую обработку экспериментальных данных;
  • проводить расчеты, связанные с определением усилий и деформаций в простейших стоматологических конструкциях;
  • определять основные реологические характеристики материалов;
  • работать на медицинской физиотерапевтической и диагностической аппаратуре, представленной в лабораторном практикуме;
  • решать простейшие дифференциальные уравнения;
  • определять точечные и интервальные оценки параметров гене¬ральной совокупности по выборке;
  • решать медико-биологические задачи с применением методов корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов.

Владеть:


  • методами определения основных физико-механических характеристик материалов: коэффициента вязкости, коэффициента поверхностного натяжения, коэффициента теплоемкости, коэффициента теплового расширения, показателя преломления, показателя поглощения;
  • основами оптической микроскопии, включая масленую иммерсию, темное поле, фазовый контраст;
  • методами определения концентрации оптически активных и люминесцирующих веществ;

Трудоемкость дисциплины

Вид учебной работы Всего Семестр 1
Общая трудоемкость дисциплины 108 108
Лекции 12 12
Практические занятия 60 60
Самостоятельная работа 36 36
Формы промежуточного контроля
Зачет +

Структура

Название Лек., ч Пр., ч Лаб., ч Описание
Биомеханика
4 3 3 Механические напряжения и деформации, возникающие в материалах под действием внешних сил. Законы упругой деформации. Основные упругие и пластические характеристики материалов. Эпюры сил, напряжений и изгибающих моментов (на примере стоматологических конструкций).Физические аспекты прочности и разрушения материалов.
Процессы переноса в биологических системах. Биоэлектрогенез
0 3 0 Биологические мембраны и их физические свойства. Виды пассивного транспорта. Уравнения простой диффузии и электродиффузии. Уравнение Нернста-Планка. Понятие о потенциале покоя биологической мембраны. Равновесный потенциал Нернста. Проницаемость мембран для ионов. Модель стационарного мембранного потенциала Гольдмана-Ходжкина-Каца. Понятие об активном транспорте ионов через биологические мембраны. Механизмы формирования потенциала действия на мембранах нервных и мышечных клеток.
Биореология
4 0 3 Простейшие механические модели и реологические уравнения упругих, вязких и пластических тел.
Акустика
4 0 3 Физические характеристики звука и их связь с характеристиками слухового ощущения. Логарифмическая шкала для измерения уровней интенсивности и громкости звука. Ультразвук и его применение в медицине.
Электродинамика
4 6 2 Электрический диполь и его поведение в однородных, неоднородных и переменных электрических полях. Поляризация диэлектриков (Пьезоэффект и его использование в медицине). Ток в электролитах (физические обоснования гальванизации и электрофореза). Физические основы реографии (оценка кровенаполнения биологических тканей, формула Кедрова). Цепь переменного тока с активным и емкостным сопротивлением. Дисперсия импеданса биологических тканей (коэффициент поляризации Тарусова). Воздействие на биологические ткани токами и электромагнитными полями высокой частоты (физическое обоснование высокочастотной электротерапии, электрохирургии, диатермокоагуляции, индуктотермии, УВЧ, ДМВ, СМВ и КВЧ - терапии).
Медицинская техника
0 0 3 Способы обеспечения безопасности при работе с электронной медицинской аппаратурой. Надежность медицинской аппаратуры. Основные характеристики импульсных сигналов, применяемых в низкочастотных медицинских аппаратах.
Оптические методы исследований
4 0 7 Оптический микроскоп и специальные методы оптической микроскопии (масляная иммерсия, темное поле, фазовый контраст). Медицинская рефрактометрия, концентрационная колориметрия, поляриметрия, нефелометрия и спектроскопия.
Ионизирующее излучение
4 6 0 Рентгеновское излучение: получение и основные характеристики излучения. Закон ослабления рентгеновского излучения, защита от излучения. Применение в медицине. Рентгеновская компьютерная томография.
Биологическая термодинамика
0 0 3 Общие закономерности превращений энергии, их связь с обменом и транспортом веществ, а также проблемы устойчивости и эволюции биологических систем.

Основные физические понятия термодинамики. Понятие энергия, Понятие работы в термодинамике. Законы термодинамики.

Основы математического анализа.
0 4 0 Частные производные и дифференциал сложных функций и функций двух переменных. Применение полного дифференциала для оценки погрешностей измерений. Дифференциальные уравнения. Задачи физико-химического и медико-биологического содержания, приводящие к дифференциальным уравнениям и их решение.
Основы теории вероятности и математической статистики
0 2 0 Основные понятия и теоремы. Дискретные и непрерывные случайные величины, их основные характеристики. Законы распределения дискретных случайных величин (биноминальное, Пуассона). Законы распределения непрерывных случайных величин (равномерное и нормальное распределения).

Лекции

Название Раздел Количество часов
1 Механические свойства стоматологических материалов. Биомеханика 4
2 Звук. Ультразвук. Акустика 4
3 Вязкость. Биореология 4
4 Действие электромагнитных полей на организм. Электродинамика 4
5 Оптика. Оптические методы исследований 4
6 Ионизирующее излучение. Ионизирующее излучение 4

Практические работы

Название Раздел Количество часов
1 Производная. Дифференциал. Основы математического анализа. 2
2 Интеграл. Дифференциальные уравнения. Основы математического анализа. 2
3 Основы теории вероятностей Основы теории вероятности и математической статистики 1
4 Математическая статистика Основы теории вероятности и математической статистики 1
5 Колебания. Акустика 3
6 Техника безопасности. Биомеханика 3
7 ЭКГ Электродинамика 3
8 Транспорт. Медицинская техника 3
9 Рентген. Медицинская техника 3
10 Ионизирующее излучение. Ионизирующее излучение 3

Лабораторный практикум

Название Раздел Количество часов
1 Вязкость Биомеханика 3
2 Аудиометрия Биомеханика 3
3 Теплопродукция Биомеханика 3
4 Модуль Юнга Биомеханика 3
5 УВЧ. Импульсные токи. Биомеханика 3
6 Лазер Биомеханика 3
7 Микроскоп Биомеханика 2
8 Поляриметр. Рефрактометр. Биомеханика 2
9 Импеданс. Биомеханика 2

Литература

Основная
  1. Ремизов А.Н. и др.: Медицинская и биологическая физика: учебник для медицинских вузов. - 7-е изд., М.: Дрофа, 2007. - 558 с.
  2. Ремизов А.Н., Максина А.Г.: Сборник задач по медицинской и биологической физике. - М.: Высшая школа, 1987. - 158 с.
  3. Ремизов А.Н., Максина А.Г.: Сборник задач по медицинской и биологической физике. - 2-е изд., М.: Высшая школа, 2001. - 189 с
  4. Антонов В.Ф.: Курс лекций для студентов медицинских вузов: учебное пособие. - 3-е изд., М.: ГЭОТАР - Медиа, 2006. - 236 с.
  5. Физика и биофизика: учебник для медицинских вузов. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2008. - 472 с.
  6. Самойлов В.О. Медицинская биофизика: учебник для вузов. - 2-е изд., испр. и доп., СПб.: Спецлит, 2007. - 560 с.
  7. Волобуев А.Н. Основы медицинской и биологической физики. - Самара: ОАО "Издательство "Самарский дом печати", 2008. - 760 с.


Дополнительная
  1. Гаврилов В.В., Соколов Д.В.: Введение в курс медицинской аппаратуры: Пособие для студентов медицинских университетов. - СПб.: СПбГМУ, 1998. - 83 с.
  2. Соколов Д.В. и др.: Некоторые понятия теории ошибок: Пособие для студентов медицинского университета. - СПб.: СПбГМУ, 1999. - 26 с.
  3. Соколов Д.В. и др.: Ультразвук в медицине: основы биофизики, применение. - СПб.: СПбГМУ, 1997. - 62 с.
  4. Лазеры в медицине: Теоретические и практические основы. - СПб.: СПбГМУ, 1998. - 108 с.
  5. Введение в биологическую термодинамику: Учебное пособие. - Л.: I ЛМИ, 1991. - 34 с
  6. Краткие основы физики ионизирующего излучения, применение его в медицине и нормирование: Пособие для студентов медицинских вузов: - СПб.: СПбГМУ, 2001. - 60 с.
  7. Соколов Д.В. и др.: Краткие основы математики для решения конкретных задач медицины и биологии: Пособие для студентов 1 курса лечебного и стоматологического факультетов. - СПб.: СПбГМУ, 2000. - 61 с.
  8. Соколов Д.В., Марущак В.А. Основы теории вероятностей и математической статистики: Пособие для студентов 1 курса стоматологического факультета и факультета высшего сестринского образования. - СПб.: СПбГМУ, 2007. - 56 с.
  9. Кулинкин Б.С. и др.: Информатика: Пособие для студентов ВСО, - СПб.: СПбГМУ, 2005. - 34 с
  10. Соколов Д.В. Избранные вопросы биологической термодинамики. Пособие для студентов стоматологического факультета и факультета высшего сестринского образования. - СПб.: СПбГМУ, 2008. - 20 с.