03.03.02 Fizika 2015 RP Biofizika elektromagnitnyh izlucheniy

ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
Дисциплина:
Блок дисциплин (его часть):
Форма обучения:
Курс обучения:
Семестр обучения:
Число зачетных единиц трудоемкости:
Всего часов по учебному плану:
Лекции:
Практические занятия:
Лабораторные занятия:
Самостоятельная работа студентов (СРС):
Форма итогового контроля по дисциплине:
Форма контроля СРС по дисциплине:
Биофизика электромагнитных излучений
вариативная часть
очная, нормативный срок обучения
2
3
4 ЗЕТ
144 часов
32 часа
32 часа
–
80 часов
зачёт с оценкой
контрольная работа
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Цели и задачи освоения дисциплины
2. Место дисциплины в структуре ОП
3. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (формируемые компетенции)
4. Содержание и структура дисциплины по темам (разделам)
5. Перечень учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы обучающихся по
дисциплине
6. Перечень основной и дополнительной литературы, необходимой для освоения дисциплины
7. Перечень Интернет-ресурсов, необходимых для освоения дисциплины
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
9. Перечень периодических изданий, рекомендуемых для освоения дисциплины
10. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины
12. Фонд оценочных средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
9
10
10
13. Лист изменений и дополнений
10
Приложение. Фонд оценочных средств (ФОС)
11
5
5
6
7
8
8
9
9
9
4
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целью дисциплины «Биофизика электромагнитных излучений» является:
 знакомство студентов с основными физическими характеристиками электромагнитных излучений (ЭМИ), их классификацией, а также с естественными и
техногенными источниками ЭМИ;
 изучение физических основ взаимодействия ЭМИ с биологическими системами;
 изучение биофизических закономерностей взаимодействия неионизирующих
и ионизирующих ЭМИ с биологическими объектами;
 формирование у студентов представления о проблеме воздействия неионизирующих и ионизирующих излучений на биологические системы;
В результате изучения данной дисциплины студенты должны знать:
 характеристики, классификацию и источники электромагнитных излучений;
 современное состояние исследований в области воздействия электромагнитных излучений с биологическими системами;
 основные физико-химические гипотезы о первичных механизмах биологического действия ЭМИ.
2. Место дисциплины в структуре ОП
Настоящая дисциплина относится к обязательной для изучения дисциплине
вариативной части учебного плана.
Изучение дисциплины базируется на результатах обучения по следующим
дисциплинам учебного плана: «Механика», «Молекулярная физика», «Электричество и магнетизм», «Общий физический практикум», «Математический анализ»,
«Численные методы и математическое моделирование физических процессов»,
«Программирование».
Дисциплина создает теоретическую и практическую основу для изучения следующих дисциплин учебного плана: «Методы исследования живых систем», «Основы медицинской физики», «Биофизика»; для прохождения учебной, производственной и преддипломной практик, а также для подготовки выпускной квалификационной работы бакалавра.
5
3. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
(формируемые компетенции)
Таблица Д1 – Планируемые результаты обучения по дисциплине
Код
компетенции
Наименование
компетенции
Результаты обучения
Темы, разделы дисциплины,
способствующие
формированию
компетенции*
Профессиональные компетенции
ОПК-1
ПК-2
Способность использовать в профессиональной деятельности базовые
естественнонаучные
знания, включая
знания о предмете и
объектах изучения,
методах исследования, современных
концепциях, достижениях и ограничениях естественных
наук.
Способность проводить научные исследования в избранной
области экспериментальных и (или)
теоретических физических исследований с помощью современной приборной базы (в том числе сложного физического оборудования) и информационных технологий с
учетом отечественного и зарубежного
опыта.
знает
умеет
владеет
взаимосвязь дисциплин, изучаемых или
изученных им с тематикой данной дисциплины;
основные характеристики электромагнитного излучения; основные источники электромагнитного излучения, их классификацию и характеристики;
электрические и магнитные свойства биологических сред;
основные закономерности воздействия радиоволн на биологические системы.
выявлять физические и физико-химические
механизмы воздействия ЭМИ на биологические системы;
применять законы физики для описания
происходящих в биологических системах
процессов при воздействии на них ЭМИ;
информацией о современном состоянии исследований в области воздействия электромагнитных излучений с биологическими
системами;
основными физико-химические гипотезами
о первичных механизмах биологического
действия ЭМИ.
знает
способы организации исследований в области биофизики электромагнитных излучений.
умеет
планировать и проводить исследования в
области биофизики электромагнитных излучений.
владеет
методами организации научного исследования в области биофизики электромагнитных излучений.
1–5
1–5
6
4. Содержание и структура дисциплины по темам (разделам)
Таблица Д2 – Содержание учебной дисциплины
Номер
темы
и/или
раздела
1
Кол-во часов, отводимых на занятия
Наименование темы, раздела и вопросов, изучаемых на занятиях
практичелекционские занятия
ного типа
(семинары)
2
Физические характеристики ЭМИ,
их классификация и источники
(естественные и техногенные)
Биофизические основы взаимодействия неионизирующих ЭМИ с
биологическими объектами
Биофизические основы взаимодействия ионизирующих ЭМИ с биологическими объектами
Физико-химические подходы к объяснению первичных механизмов
биологического действия ЭМИ
1
2
3
4
Нормирование электромагнитных излучений
5
ИТОГО
Консультации
Самостоятельная
работа
Форма
контроля
1
3
4
5
6
7
2
2
По
нормам2
8
С, Д,
К.р.,
З
8
8
По
нормам
20
8
8
По
нормам
20
10
10
По
нормам
20
4
4
По
нормам
12
32
32
С, Д,
К.р.,
З
С, Д,
К.р.,
З
С, Д,
К.р.,
З
С, Д,
К.р.,
З
80
Таблица Д4 – Занятия семинарского типа
Номер
занятия
1
1
Тема семинарского занятия
Объем, час.
2
ЭМИ: характеристики, классификация, источники
3
2
Биофизические основы взаимодействия неионизирующих ЭМИ с
биологическими объектами.
Биофизические основы взаимодействия ионизирующих ЭМИ с биологическими объектами.
Физико-химические гипотезы о первичных механизмах биологического действия ЭМИ
2
3
4
Нормирование электромагнитных излучений
ИТОГО
5
8
8
10
4
32
Таблица Д5 – Самостоятельная работа студентов (СРС)
Форма СРС
Номер семестра
1
Контрольная работа
2
3
Срок
выполнения
3
15 мая
Время, затрачиваемое на
выполнение СРС, час.
4
80
Д – доклад, С – собеседование, К.р. – контрольная работа, З – зачёт.
В соответствии с нормами времени для расчета учебной нагрузки из раздела «Консультации» и «Контроль».
1
2
7
Таблица Д6 – Прочие виды контактной работы обучающихся с преподавателем
Форма
контактной работы
1
Номер
семестра
2
Групповые
Консультации
3
Промежуточная аттестация
обучающихся
3
Срок
выполнения
3
В соответствии с
графиком учебного
процесса
В соответствии с
графиком учебного
процесса
Примечание3
4
Текущая консультация
по учебной дисциплине
Зачёт в соответствии с учебным планом
5. Перечень учебно-методического обеспечения
для самостоятельной работы обучающихся
Таблица Д7 – Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы по дисциплине
№
п/
п
1
1
2
Наименование издания для самостоятельной работы обучающихся
по дисциплине
2
Никулин Р. Н. Биофизика электромагнитных излучений : метод. указания / сост. Р.
Н. Никулин. - Волгоград : ВолгГТУ, 2016. - 12 с.
http://library.vstu.ru/ebsvstustaticpage?command=auth&header=Location:%20http://librar
y.vstu.ru/ebsvstu_1/search/view2.php?base=method%26name=Никулин_Биофизика%20
электромагнитных%20излучений%26type=pdf
УМКД (ЭУМКД) «Биофизика электромагнитных излучений»
Доступ ресурса
(ИБЦ, кафедра,
файловое хранилище)
3
ИБЦ,
кафедра
кафедра,
файловое хранилище
6. Перечень основной и дополнительной литературы,
необходимой для освоения дисциплины
Таблица Д8 – Перечень основной и дополнительной литературы по дисциплине
№
п/п
1
1
2
3
3
Наименование издания
2
Основная литература
Биофизика [Электронный ресурс] : учеб. пособие / М. В. Волькенштейн - СПб. : Лань, 2012. - 608 с.. ISBN 978-5-8114-0851-1- (ЭБС "Лань") - Режим доступа:
http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3898
Биофизика [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Г. А. Плутахин, А. Г. Кощаев - СПб. : Лань, 2012.
- 240 с.. - ISBN 978-5-8114-1332-4- (ЭБС "Лань") - Режим доступа:
http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=4048
Биофизика [Текст] : учеб. пособие / М. В. Волькенштейн - Санкт-Петербург : Лань, 2012. - 594, [1] с..
- ISBN 978-5-8114-0851-1 (16 экз.)
См. сноску «2» на стр. 8.
8
Окончание таблицы Д8
Дополнительная литература
Никулин Р. Н. Биологическое действие радиоволн : учеб. пособие / Р. Н. Никулин ; ВолгГТУ. - Волгоград : ВолгГТУ, 2012. - 79 с. ; 1 CD-ROM (10 экз.)
http://library.vstu.ru/ebsvstustaticpage?command=auth&header=Location:%20http://library.vstu.ru/ebsvstu_1/se
arch/view2.php?base=rd%26name=Биологическое%20действие%20радиоволн%26type=pdf
Никулин Р. Н. Биологическое действие СВЧ-излучения низкой интенсивности : монография / Р. Н. Никулин ; ВолгГТУ. - Волгоград : ВолгГТУ, 2011. - 224 с.
http://library.vstu.ru/ebsvstustaticpage?command=auth&header=Location:%20http://library.vstu.ru/ebsvstu_1/se
arch/view2.php?base=rd%26name=Биологическое%20действие%20СВЧизлучения%20низкой%20интенсивности%26type=pdf
Кудряшов, Ю.Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения : учебник / Ю.Б. Кудряшов, Ю.Ф. Перов, А.Б. Рубин. – М. : Физматлит, 2008. – 183 с.
Кудряшов, Ю.Б. Радиационная биофизика: сверхнизкочастотные электромагнитные излучения : учебник
/ Ю.Б. Кудряшов, А.Б. Рубин. – М. : Физматлит, 2014. – 217 с.
Кудряшов, Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) : учебник. – М. : Физматлит, 2003.
– 442 с.
4
5
6
7
8
7. Перечень Интернет-ресурсов, необходимых для освоения дисциплины
Таблица Д9 – Перечень Интернет-ресурсов, необходимых для освоения дисциплины
№
п/п
1
1
Наименование ресурса
Адрес (ссылка на ресурс)
2
Издательство «Лань»
3
http://e.lanbook.com/
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
Таблица Д10 – Перечень методических указаний по освоению дисциплины
№
п/
п
Наименование издания
1
2
Никулин Р. Н. Биофизика электромагнитных излучений : метод. указания / сост. Р.
Н. Никулин. - Волгоград : ВолгГТУ, 2016. - 12 с.
http://library.vstu.ru/ebsvstustaticpage?command=auth&header=Location:%20http://libr
ary.vstu.ru/ebsvstu_1/search/view2.php?base=method%26name=Никулин_Биофизика
%20электромагнитных%20излучений%26type=pdf
1
Доступ ресурса
(ИБЦ, кафедра,
файловое хранилище)
3
ИБЦ,
кафедра,
файловое хранилище
9. Перечень периодических изданий, рекомендуемых для освоения дисциплины
Таблица Д11 – Перечень периодических изданий, рекомендуемых для освоения дисциплины
№
п/п
Наименование
периодического издания
Форма издания (печатный или электронный ресурс)
1
3
Печатный
ИБЦ
2
2
Журнал «Биомедицинская
радиоэлектроника»
Журнал «Миллиметровые волны
в биологии и медицине»
Доступ ресурса (ИБЦ,
свободный доступ сети
Интернет)
4
Печатный
ИБЦ
3
Электронная информационная
служба по физике
Электронный ресурс
http://www2.viniti.ru/products/elektron
naya-informatsionnaya-sluzhba-pofizike
свободный доступ сети
Интернет
1
9
10. Перечень информационных технологий, программного обеспечения и информационных справочных систем, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине
Таблица Д12 – Перечень информационных технологий, программного обеспечения, информационных справочных систем, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине
№
п/п
Наименование ресурса
Характеристика
ресурса
1
2
3
1
Microsoft Office (Word, Excel, Powerpoint)
Программное
обеспечение
2
E-mail
Информационные
технологии
Вид занятий,
для которых используется ресурс
4
Лекции с использованием мультимедийного оборудования
Обратная связь
с преподавателем
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Таблица Д13 – Описание материально-технической базы, необходимой для
осуществления образовательного процесса по дисциплине
№ лаборатории, кабинета,
аудитории
1
В соответствии
с выделенным
аудиторным
фондом
В соответствии
с выделенным
аудиторным
фондом
Наименование лаборатории, кабинета, аудитории
2
Перечень основного оборудования
Кафедра
Факультет
3
4
5
Лекционная
аудитория
Учебная мебель,
мультимедийное оборудование,
Интернет
УО, ТСО4
ВолгГТУ5
Аудитория для
проведения семинарских и практических зянятий
Учебная мебель
УО
ВолгГТУ
12. Фонд оценочных средств текущего контроля успеваемости
и промежуточной аттестации
Раздел оформляется в соответствии с Положение о фондах оценочных средств
в ВолгГТУ для образовательных программ высшего образования, утвержденным
приказом № 616 от 23.12.14 в виде приложения к рабочей программе.
4
5
УО – учебный отдел, ТСО – отдел технических средств обучения.
ВолгГТУ – ФГБОУ ВО Волгоградский государственный технический университет.
10
13. Лист изменений и дополнений рабочей программы дисциплины
№
п/п
1
Виды дополнений и изменений
(или иная информация)
Дата и номер протокола
заседания кафедры
Дата согласования
и подпись декана факультета,
реализующего ОП
Протокол №___
от __________20__ г.
__________20__ г.
Зав. кафедрой
____________ ФИО
Декан факультета
______________ ФИО
подпись
подпись
2
3
11
Паспорт фонда оценочных средств
по дисциплине «Биофизика электромагнитных излучений»
Перечень компетенций, формируемых в результате освоения дисциплины
№
п/п
1
2
Код контролируемой компетенции
Формулировка контролируемой компетенции
ОПК-1
Способность использовать в профессиональной деятельности
базовые естественнонаучные знания,
включая знания о
предмете и объектах
изучения, методах исследования, современных концепциях, достижениях и ограничениях естественных
наук (прежде всего
химии, биологии, экологии, наук о земле и
человеке)
ПК-2
Способность проводить научные исследования в избранной области экспериментальных и (или) теоретических физических
исследований с помощью современной
приборной базы (в том
числе сложного физического оборудования)
и информационных
технологий с учетом
отечественного и зарубежного опыта.
Контролируемые разделы
(темы) дисциплины
Этапы формирования (семестр изучения)
Тема 1. Физические характеристики ЭМИ, их классификация и источники (естественные и техногенные).
Тема 2. Биофизические основы взаимодействия неионизирующих ЭМИ с биологическими объектами.
Тема 3. Биофизические основы взаимодействия ионизирующих ЭМИ с биологическими объектами.
Тема 4. Физико-химические
гипотезы о первичных механизмах биологического действия ЭМИ.
Тема 5. Нормирование электромагнитных излучений.
3
13
Показатели и критерии оценивания компетенций, описание шкал оценивания
Таблица 1 – Показатели оценивания компетенций
№
п/п
1
2
Код контролируемой
компетенции
(или ее
части)
ОПК-1
ПК-2
Показатель оценивания
(знания, умения, навыки)
Знание взаимосвязи дисциплин,
изучаемых или изученных им с
тематикой данной дисциплины;
основных характеристик электромагнитного излучения; основных
источников электромагнитного излучения, их классификации и характеристик; электрических и магнитных свойств биологических
сред; основных закономерностей
воздействия радиоволн на биологические системы.
Умение выявлять физические и
физико-химические
механизмы
воздействия ЭМИ на биологические системы; применять законы
физики для описания происходящих в биологических системах
процессов при воздействии на них
ЭМИ.
Владение информацией о современном состоянии исследований в
области воздействия электромагнитных излучений с биологическими системами; основными физико-химические гипотезами о
первичных механизмах биологического действия ЭМИ.
Знание способов организации исследований в области биофизики
электромагнитных излучений.
Умение планировать и проводить
исследования в области биофизики электромагнитных излучений.
Контролируемые разделы
(темы) дисциплины
Тема 1. Физические характеристики ЭМИ, их
классификация и источники (естественные
и техногенные).
Тема 2. Биофизические
основы взаимодействия
неионизирующих ЭМИ
с биологическими объектами.
Тема 3. Биофизические
основы взаимодействия
ионизирующих ЭМИ с
биологическими объектами.
Тема 4. Физикохимические гипотезы о
первичных механизмах
биологического действия ЭМИ.
Тема 5. Нормирование
электромагнитных излучений.
Наименование
оценочного
средства
Доклад,
собеседование,
контрольная
работа,
зачёт.
Владение методами организации
научного исследования в области
биофизики электромагнитных излучений.
14
Таблица 2 – Критерии и шкала оценивания по оценочному средству – доклад
Балл (интервал
баллов)
Критерий оценивания
18 – 20
15 – 17
11 – 14
если на 90–100% раскрыта тема доклада
если на 76–89% раскрыта тема доклада
если на 55–75% раскрыта тема доклада
0
тема доклада раскрыта менее чем на 55% включительно
Таблица 3 – Критерии и шкала оценивания по оценочному средству – контрольная работа
Балл (интервал
баллов)
18 – 20
15 – 17
11 – 14
0
Критерий оценивания
Студент в полной мере справился с заданием
Студент в целом полно справился с заданием, допустив
при этом некоторые неточности в работе.
Студент допустил существенные неточности при выполнении задания.
Студент не готов, не выполнил задание.
Таблица 4 – Критерии и шкала оценивания по оценочному средству – собеседование
Балл (интервал
баллов)
18 – 20
15 – 17
11 – 14
0
Критерии оценивания уровня освоения компетенций
если правильные ответы даны на 90–100% вопросов
если правильные ответы даны на 76–89% вопросов
если правильные ответы даны на 55–75% вопросов
правильные ответы даны менее чем на 55% включительно
Таблица 5 – Критерии и шкала оценивания по оценочному средству – зачёт
Балл (интервал
баллов)
36 – 40
31 – 35
15 – 30
0
Критерии оценивания уровня освоения компетенций
если правильные ответы даны на 90 – 100% вопросов
если правильные ответы даны на 76–89% вопросов
если правильные ответы даны на 38–75% вопросов
правильные ответы даны менее чем на 38% включительно
Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний,
умений, навыков, опыта деятельности
Контрольная работа
На контрольную работу студенту выдается индивидуальное задание. Работа
выполняется в письменной форме в течение 4 недель с момента выдачи задания.
Контрольный срок сдачи – последний месяц семестра.
15
Примерное содержание контрольной работы
1. Титульный лист.
2. Содержание.
3. Введение.
4. Основная часть
5. Заключение.
6. Список использованных источников (включая источники Интернет).
Правила оформления контрольной работы
 контрольная работа оформляется в редакторе MS Word (*.doc, *.docx);
 листы формата А4, ориентация книжная;
 поля: левое – 2 см, остальные – по 1 см;
 шрифт – Times New Roman;
 размер шрифта 14 pt;
 междустрочный интервал – 1,5;
 абзацный отступ – 1,25 см;
 формулы должны быть набраны в редакторе MS Equation или MathType;
 нумерация страниц сквозная, номер на первой странице не ставится;
 в конце работы необходим список использованной литературы согласно ГОСТ
Р 7.0.5 – 2008;
 рекомендуемый объем работы составляет 12–20 страниц машинописного текста.
Темы контрольной работы
1. Шкала электромагнитных волн. Характеристика диапазонов с точки зрения
их биологической активности.
2. Биофизические основы взаимодействия ЭМИ с биологическими системами.
3. Электрические и магнитные свойства биологических систем.
4. Биологические эффекты неионизирующих излучений.
5. Биологические эффекты ионизирующих излучений.
16
6. Проблема воздействия неионизирующих излучений на биологические системы.
7. Проблема воздействия ионизирующих излучений на биологические системы.
8. Физико-химические подходы к объяснению первичных механизмов биологического действия неионизирующих ЭМИ.
9. Физико-химические подходы к объяснению первичных механизмов биологического действия ионизирующих ЭМИ.
10.Нормирование ЭМИ.
11.Применение ЭМИ в медицине и биологии.
12.Применение ЭМИ в сельском хозяйстве.
Пример списка тем докладов
Характеристики и классификация ЭМИ.
Искусственные источники ЭМИ.
Естественные источники ЭМИ. Излучение Солнца и Галактик.
Естественные источники ЭМИ. Атмосферики.
Естественные источники ЭМИ. Биологические объекты Земли как источники
низкоинтенсивного излучения.
6. Воздействие сотовых телефонов на здоровье человека.
7. Воздействие СВЧ И УВЧ диапазонов на биологические объекты.
8. Воздействие ЭМИ КВЧ диапазона.
9. Воздействие на биологические объекты ЭМИ радиоволнового диапазона
средней частоты.
10.Воздействие на биологические объекты низкочастотного ЭМИ.
11.Нормирование неионизирующих ЭМИ.
12.Нормирование ионизирующих ЭМИ.
1.
2.
3.
4.
5.
Пример задания при собеседовании (зачёте)
1. Определение и основные характеристики электромагнитных волн.
2. Классификация электромагнитных волн.
3. Источники электромагнитных волн и их классификация.
4. Электрические и магнитные свойства тканей биологических объектов.
5. Биофизические основы взаимодействия неионизирующих ЭМИ с биологическими системами.
17
6. Биофизические основы взаимодействия ионизирующих ЭМИ с биологическими системами.
7. Физико-химические подходы к объяснению первичных механизмов биологического действия неионизирующих ЭМИ.
8. Физико-химические подходы к объяснению первичных механизмов биологического действия ионизирующих ЭМИ.
9. Нормирование неионизирующих электромагнитных излучений.
10.Нормирование ионизирующих электромагнитных излучений.
Промежуточная аттестация
Промежуточная аттестация – зачёт – проводится устно в формате собеседования по тематике курса.
18
Лист изменений и дополнений
№
п/п
Виды дополнений и изменений
Дата и номер протокола заседания кафедры, на котором были рассмотрены и
одобрены изменения и дополнения.
Подпись (с расшифровкой)
заведующего кафедрой
19