Биотехнические системы и технологии
内容描述: Дисциплина посвящена изучению принципов построения биотехнических систем, методов моделирования, синтеза и исследования биотехнических систем медицинского назначения, а также применения биотехнических систем и технологий.
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Интегральная и микропроцессорная схемотехника
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 15 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | 30 |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 75 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | Устный экзамен |
零件: Компонент по выбору
循环次数: Профилирующие дисциплины
Цель
- формирование знаний у магистрантов в области новых биотехнических систем и технологии различного назначения, методологии и базовых принципов построения биотехнических систем медицинского назначения, вопросов моделирования, синтеза и исследования биотехнических систем и устройств медицинского назначения.
Задача
- изучение современных биотехнических систем и технологий различного назначения,
- изучение функциональной структуры и описаний биотехнических систем,
- освоение методов и приемов системного анализа биотехнических систем и устройств медицинского назначения,
- формирования навыков синтеза биотехнических систем для задач диагностики и лечения пациентов, контроля, мониторинга и прогнозирования состояния здоровья пациентов.
Результат обучения: знание и понимание
- называть основные принципы системного подхода, на которых базируется анализ и синтез БТС; классификацию и структуры БТС и технологий различного типа;
- описывать свойства БТС, особенности биологических систем как элементов измерительных и управляющих технических систем, источники и характеристики сигналов и данных;
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- применять принципы системного подхода для анализа и синтеза БТС и технологий;
- применять методы и принципы моделирования для создания энергосберегающих, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологических систем;
Результат обучения: формирование суждений
- формулировать задачи инженерной реализации перспективных направлений развития биомедицинской и экологической инженерии;
Результат обучения: коммуникативные способности
- сообщать основные тенденции в развитии биомедицинской и экологической инженерии, ее перспективные направления и возможности практического применения, как специалистам, так и не специалистам;
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- владеть методом поэтапного моделирования при синтезе БТС, методами расчета основных функциональных характеристик БТС; статистическими методами анализа данных; методами расчета основных функциональных характеристик БТС;
- анализировать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных, патентных и иных информационных источников в сфере биотехнических систем и технологий.
*TeachingMethods(zh-CN)*
интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов);
поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность обучающихся в процессе обучения).
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | Лабораторная работа "Анализ биотехнической системы как объекта исследования " | 0-100 |
| Лабораторная работа "Моделирование и синтез биотехнических систем медицинского назначения " | ||
| Лабораторная работа "Применение 3D-печати в биомедицинской инженерии " | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| Рубежный контроль 2 | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Лабораторная работа "Применение методов машинного обучения в анализе медицинских данных" | 0-100 |
| Лабораторная работа "Интеллектуальные системы мониторинга состояния пациента " | ||
| Лабораторная работа "Оценка функционального состояния человека" | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Собеседование по контрольным вопросам | демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
| Работа на лабораторных занятиях | Выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | Выполнил работу по требованию к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | Выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | Выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Система как объект исследования. Основные понятия. Системный подход к изучению объектов живой и неживой природы. Классификация систем. Способы описания систем. Основные функциональные характеристики сложных систем.
- Особенности биотехнических систем. Определение и понятие биотехнических систем. Бионический подход при решении инженерных задач. Основные свойства биотехнических систем.
- Математическая модель и процедуры синтеза БТС медицинского назначения. определение, общие свойства и принципы синтеза БТС. Классификация биотехнических систем. Типы и средства управления.
- Моделирование биотехнических систем. Особенности моделирования в биологии и медицине.
- Биотехнические системы диагностического назначения. Диагностика общего состояния здоровья пациента. Биотехнические системы клинического мониторинга.
- Медицинские терапевтические биотехнические системы и технологии. Синтез медицинских биотехнических систем и технологии. Классификация биотехнических медицинских систем терапевтического назначения. Основные структурные схемы и особенности реализации биотехнических медицинских систем терапевтического назначения.
- Биотехнические системы для лабораторного анализа. Структура и функции биотехнических систем для лабораторных анализов. Биотехнические аспекты систем лабораторного типа. Методы и средства лабораторного анализа. Тенденции развития биотехнических систем для лабораторного анализа.
- Биотехнические систем жизнеобеспечения человека. Система создания искусственного микроклимата в помещении. Система санитарно-гигиенического ухода за лежачим больным.
Основная литература
- Оленев Е.А., Аль-Хайдри В.А.А., Лебединская Е.А. Биотехнические системы и технологии. - Учебное пособие. - Владимир: Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых (ВлГУ), 2020. -180 с.
Дополнительная литература
- Канюков В.Н., Стрекаловская А.Д., Лявданская О.А. Введение в теорию биотехнических систем. Учебное пособие. - Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2009. -121 с.
- Биотехнические системы : Теория и проектирование. Учеб. пособие / [В. М. Ахутин, Е. П. Попечителев, А. П. Немирко и др.]; Под ред. В. М. Ахутина. - Ленинград : Изд-во ЛГУ, 1981. - 220 с.
- Бондарева, Л.А. Биотехнические медицинские системы терапевтического назначения. Учебное пособие / Л.А. Бондарева, А.В. Дунаев. – Орел: ОрелГТУ, 2005. – 64 с.
