Рабочая программа дисциплины дисциплина

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ознакомление с общими принципами построения математических моделей биологических систем, и использования этих моделей для решения задач биологических исследований.

- в формировании у студентов системного представления об особенностях биологических систем, определяющих выбор математического аппарата для их моделирования;

- в ознакомлении с биологическими исследованиями, в которых получение и понимание результатов базировалось на математическом моделировании;

- в формировании навыков построения и анализа математических моделей биологических систем;

- в ознакомлении с методами логического анализа информационных систем и ограничениями, свойственными информационным системам различного уровня.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: методы математического моделирования биологических процессов.

уметь: строить модели биологических систем, проводить их анализ и осуществлять содержательную интерпретацию результатов моделирования.

владеть: методами математического моделирования биологических процессов и методами анализа математических моделей.

Виды учебной работы: лекции, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается сдачей зачета.
1.2 Задачи изучения дисциплины

Основной задачей программы является освоение методов математического моделирования биологических процессов.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих общекультурных компетенций:

• 
  ОК-1: способен к творчеству (креативность) и системному мышлению;
  
• 
  ОК-6: способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности.
  

ПК-1: понимает современные проблемы биологии и использует фундаментальные биологические представления в сфере профессиональной

ПК-2: знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению.

1.3 Межпредметная связь

Для изучения данной дисциплины необходимы знания из разделов математического анализа, линейной алгебры, теории дифференциальных уравнений, качественной теории дифференциальных уравнений, биофизики.

Учебным планом не предусмотрено.

самостоятельное изучение теоретического материала

Самостоятельная работа по курсу включает самостоятельное изучение теоретического материала для подготовки к семинарам и подготовку презентации для семинара:

Самостоятельное изучение теоретического материала проводится в рамках модулей по следующим темам:

Табл. 3.6.

Литература:

Основная:

1. 
   Барцев С.И., Барцева О.Д. Эвристические нейросетевые модели в биофизике: приложение к проблеме структурно-функционального соответствия. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010.-115 с.
   

Дополнительная:

2. 
   Арбиб М. Мозг, машина и математика, М.:Наука, 1968, 224 С.
   
3. 
   Барцев С.И., Охонин В.А. Адаптивные сети, функционирующие в непрерывном режиме. В кн.: Эволюционное моделирование и кинетика. Новосибирск: Наука, 1992.- C.24- 30.
   
4. 
   Биркгоф Г., Барти Т. Современная прикладная алгебра, М.: Мир, 1976, 400 с
   
5. 
   Вольперт Л., Проблема трехцветного флага – к вопросу о развитии и регуляции пространственной структуры // На пути к теоретической биологии: Пер. с англ. / Под ред. К. Уоддигтона.- М.: Мир, 1970.- С. 120 – 128.
   
6. 
   Иваницкий Г.Р., Кринский В.И., Сельков Е.Е., Математическая биофизика клетки, М.: Наука, 1978, 310 с.
   
7. 
   Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М., Дискретная математика для инженера, М.:Энергоатомиздат, 1988.- 480 с.
   
8. 
   Лефевр В.А., Алгебра совести, М.: Когито-Центр, 2003. – 406 с.
   
9. 
   Рашевский Н. Модели и математические принципы в биологии // Теоретическая и математическая биология, М.: Мир, 1968. – С. 48 – 66.
   
10. 
    Редько В.Г. Эволюционная кибернетика, М.: Наука, 2001. – 156 с.
    
11. 
    Розен Р. Принципы оптимальности в биологии: Пер. с англ.- М.: Мир, 1970.- 271с.
    
12. 
    Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С., Математическая биофизика, М.:Наука ФМЛ, 1984, 304 с.
    
13. 
    Рубин А.Б., Биофизика, в 2 т. Т.1.: Теоретическая биофизика. М.: "Книжный дом "Университет", 1999.- 448 с.
    
14. 
    Рейуорд-Смит В.Дж., Теория формальных языков, М.: «Радио и связь», 128 с., 1988.
    
15. 
    Хант Э., Искусственный интеллект, М.: Мир, 558 с., 1978.
    
16. 
    Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул М.: Мир, 1973, 216.
    
17. 
    Эйген М., Шустер П., Гиперцикл (принципы самоорганизации макромолекул), М.: Мир, 1982, 270 с.
    

Слайды для демонстрации лекционного курса по всем лекционным темам.

Компьютерные программы для самостоятельной работы студентов по темам: 1.4; 3.1.
4.3 Контрольно-измерительные материалы

перечень и характеристика контрольно-измерительных материалов:

1) перечень вопросов к зачету.

Форма проведения зачета: письменный и устный ответ на вопросы к зачету.

Текущая работа оценивается по итогам работы студента на семинарских занятиях.
5. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса

по дисциплине в системе зачетных единиц

Приведено в табл. 5.1.

Таблица 3.6

№ п/п	Наименование модуля, срок его реализации	Перечень тем лекционного курса, входящих в модуль (Перечень тем в соответствии с п. 3.2)	Перечень практических и семинарских занятий, входящих в модуль (Перечень тем в соответствии с п. 3.3)	Перечень самостоятельных видов работ, входящих в модуль, их конкретное наполнение (Перечень видов работ и их содержания в соответствии с п.3.5)	Реализуемые компетенции	Умения	Знания
1	Модуль 1. Методологические особенности математической биофизики.	Тема: 1.1, 1.2, 1.3, 1.4.	Тема: 1.3, 1.4	Самостоятельное изучение теоретического курса по темам: 1.3, 1.4.	ОК-1, ОК-6, ПК-1, ПК-2.	Умение строить модели биологических систем, проводить их анализ и осуществлять содержательную интерпретацию результатов моделирования	Знание методов математического моделирования биологических процессов
2	Модуль 2. Принципиальные проблемы изучения жизни как явления.	Тема: 2.1, 2.2, 2.3.	Тема: 2.2.	Самостоятельное изучение теоретического курса по темам: 2.2.
3	Модуль 3. Математические методы в исследовании биологических систем.	Тема: 3.1, 3.2, 3.3.	Тема: 3.1.	Самостоятельное изучение теоретического курса по темам: 3.1.

5.1 Трудоемкость модулей и видов учебной работы в относительных единицах по дисциплине

Математическое моделирование биологических процессов,

Института фундаментальной биологии и биотехнологии, курса _2______ на осенний семестр 201__/201_ уч. года

ГРАФИК
учебного процесса и самостоятельной работы студентов по дисциплине

направления 020400.68 Биология , института Института фундаментальной биологии и биотехнологии, 2 курса на осенний семестр

«_______» _______________________ 201_ г