Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Bioinformatyka (S1)
specjalność: Systemy informatyczne w biologii
Sylabus przedmiotu Modele matematyczne w naukach przyrodniczych:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Bioinformatyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | nauk przyrodniczych, nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Modele matematyczne w naukach przyrodniczych | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Piotr Piela <Piotr.Piela@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | |||
ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | 9 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Wiedza z zakresu algebry i analizy matematycznej. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Ukształtowanie umiejętności tworzenia prostych modeli komputerowych w naukach przyrodniczych. |
C-2 | Ukształtowanie umiejętności przeprowadzania symulacji komputerowych i analizy otrzymanych wyników w oparciu o przykładowe modele. |
C-3 | Zapoznanie studentów z zasadami tworzenia modeli matematycznych systemów. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Wprowadzenie - higiena pracy z komputerem, określenie zasad zaliczania i oceny. | 1 |
T-L-2 | Modelowanie prostych modeli ekologicznych | 6 |
T-L-3 | Modelowanie dwuwymiarowych modeli ekologicznych | 6 |
T-L-4 | Tworzenie modeli epidemiologicznych i immunologicznych. | 2 |
15 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Wprowadzenie | 1 |
T-W-2 | Podstawowe określenia i definicje: rodzaje modeli, modelowanie matematyczne,proces modelowania, symulacja komputerowa. | 2 |
T-W-3 | Podstawowe modele wzrostu pojedynczej populacji w czasie ciągłym. | 2 |
T-W-4 | Dyskretne modele pojedynczej populacji. | 2 |
T-W-5 | Modele oddziaływań międzypopulacyjnych w czasie ciągłym. | 2 |
T-W-6 | Modele populacyjne z czasem dyskretnym i modele ze strukturą wieku. | 2 |
T-W-7 | Modele matematyczne w epidemiologii i immunologii. | 2 |
T-W-8 | Przykłady realizacji modeli. | 1 |
T-W-9 | Zaliczenie wykładu | 1 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-L-2 | Przygotowanie do zajęć (praca własna studenta) | 20 |
A-L-3 | Modelowanie, wizualizacja i analiza działania samodzielnie opracowanego wybronego systemu (praca własna studenta) | 10 |
45 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-W-2 | Uczestnictwo w konsultacjach do wykładu | 4 |
A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia (praca własna studenta) | 25 |
44 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny z wykorzystaniem środków audiowizualnych. |
M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne - samodzelna praca studentów polegająca na wykonywaniu zadań z wykorzystaniem technik komputerowych. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena podsumowująca: Wykład - egzamin pisemny (pytania testowe jednokrotnego wyboru oraz pytania otwarte), zaliczenie po uzyskaniu 50% maksymalnej liczby punktów |
S-2 | Ocena formująca: Ćwiczenia laboratoryjne - ocena ciągła pracy studenta, zadania realizowane na poszczególnych zajęciach oceniane są w formie punktów, ocena końcowa zależy od liczby zgromadzonych punktów |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
BI_1A_BI-S-O6.2_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęc student powinien być w stanie wyliczać i opisać poszczególne etapy tworzenia modeli matematycznych. | BI_1A_W18 | P1A_W04, P1A_W05, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02 | C-1, C-3 | T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5 | M-1 | S-1 |
BI_1A_BI-S-O6.2_W02 W wyniku przeprowadzonych zajęc student powinien być w stanie dobierać odpowiednie algorytmy numeryczne w procesie kodowania modelu | BI_1A_W18, BI_1A_W17 | P1A_W02, P1A_W04, P1A_W05, P1A_W06, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W06, T1A_W07, T1A_W08 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W03, InzA_W05 | C-2, C-3 | T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-8 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
BI_1A_BI-S-O6.2_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć posłużyć się przykładowym pakietem symulacynym w celu przeprowadzenia procesu modelowania. | BI_1A_U09, BI_1A_U14 | P1A_U01, P1A_U03, P1A_U04, T1A_U02, T1A_U05, T1A_U07, T1A_U09, T1A_U15 | InzA_U01, InzA_U07, InzA_U08 | C-2 | T-L-2, T-L-3, T-L-4 | M-2 | S-2 |
BI_1A_BI-S-O6.2_U02 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć tworzyć modele komputerowe prostych systemów oraz opracowywać wizualizację działania tych modeli. | BI_1A_U09 | P1A_U01, P1A_U03, P1A_U04, T1A_U02, T1A_U05, T1A_U07, T1A_U09, T1A_U15 | InzA_U01, InzA_U07, InzA_U08 | C-1 | T-L-2, T-L-3, T-L-4 | M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
BI_1A_BI-S-O6.2_K01 W trakcie przeprowadzonych zajęć student będzie reprezentował aktywną postawę w samokształceniu. | BI_1A_K04 | P1A_K02, P1A_K03, P1A_K06, P1A_K08, T1A_K02, T1A_K03, T1A_K04, T1A_K06 | InzA_K01, InzA_K02 | C-1, C-2, C-3 | T-L-2, T-L-3, T-L-4 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
BI_1A_BI-S-O6.2_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęc student powinien być w stanie wyliczać i opisać poszczególne etapy tworzenia modeli matematycznych. | 2,0 | Student nie potrafi wyliczyć i opisać poszczególnych etapów tworzenia modeli matematycznych. |
3,0 | Student potrafi wyliczyć podstawowe etapy tworzenia modeli matematycznych. | |
3,5 | Student potrafi wyliczyć i opisać podstawowe etapy tworzenia modeli matematycznych | |
4,0 | Student potrafi wyliczyć i szczególowo opisać poszczególne etapy tworzenia modeli matematycznych. | |
4,5 | Student potrafi wyliczyć i szczególowo opisać etapy tworzenia modeli matematycznych z zachowaniem kolejności ich wystepowania. | |
5,0 | Student potrafi przedstawić algorytm procesu modelowania systemów i szczególowo opisać poszczególne jego etapy. | |
BI_1A_BI-S-O6.2_W02 W wyniku przeprowadzonych zajęc student powinien być w stanie dobierać odpowiednie algorytmy numeryczne w procesie kodowania modelu | 2,0 | Student nie umie dobrać algorytmów numerycznych do rozwiązywania zadań modelowania. |
3,0 | Student umie zaproponować najprostsze algorytmy numeryczne do rozwiązania wybranych zagadnień modelowania systemów. | |
3,5 | Student umie zaproponować algorytmy numeryczne do rozwiązania wybranych zagadnień modelowania systemów. | |
4,0 | Student umie zaproponować algorytmy numeryczne do rozwiązania wybranych zagadnień modelowania systemów oraz uzasadnić swój wybór. | |
4,5 | Student umie zaproponować algorytmy numeryczne do rozwiązania różnych rzeczywistych problemów modelowania oraz uzasadnić swój wybór. | |
5,0 | Student umie zaproponować algorytmy numeryczne do rozwiązania różnych problemów rzeczywistych, potrafi porównać ich efektywność i na tej podstawie uzasadnić swój wybór. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
BI_1A_BI-S-O6.2_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć posłużyć się przykładowym pakietem symulacynym w celu przeprowadzenia procesu modelowania. | 2,0 | Student nie potrafi wykorzystać żadnego pakietu symulacyjnego w celu przeprowadzenia procesu modelowania. |
3,0 | Student potrafi wykorzystać w minimalnym stopniu wybrany pakiet symulacyjny w celu przeprowadzenia procesu modelowania. | |
3,5 | Student potrafi wykorzystać wybrany pakiet symulacyjny w celu przeprowadzenia procesu modelowania prostych systemów jednego typu. | |
4,0 | Student potrafi wykorzystać wybrany pakiet symulacyjny w celu przeprowadzenia procesu modelowania złożonych systemów jednego typu. | |
4,5 | Student potrafi wykorzystać wybrany pakiet symulacyjny w celu przeprowadzenia procesu modelowania prostych systemów różnego typu. | |
5,0 | Student potrafi wykorzystać wybrany pakiet symulacyjny w celu przeprowadzenia procesu modelowania złożonych systemów róznego typu. | |
BI_1A_BI-S-O6.2_U02 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć tworzyć modele komputerowe prostych systemów oraz opracowywać wizualizację działania tych modeli. | 2,0 | Student nie potrafi tworzyć modeli komputerowych |
3,0 | Student potrafi tworzyć proste modele komputerowe jednego typu. | |
3,5 | Student potrafi tworzyć proste modele komputerowe oraz potrafi opracować wizualizację działania tych modeli w postaci wykresów. | |
4,0 | Student potrafi tworzyć złożone modele komputerowe oraz potrafi opracować wizualizację działania tych modeli w postaci wykresów. | |
4,5 | Student potrafi tworzyć złożone modele komputerowe oraz potrafi opracować wizualizację działania tych modeli w trybie offline. | |
5,0 | Student potrafi tworzyć złożone modele komputerowe oraz potrafi opracować wizualizację działania tych modeli w trybie online. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
BI_1A_BI-S-O6.2_K01 W trakcie przeprowadzonych zajęć student będzie reprezentował aktywną postawę w samokształceniu. | 2,0 | Student nie jest przygotowany do zajęć. |
3,0 | Student jest przygotowany do zajęć w minimalnym stopniu. | |
3,5 | Student jest przygotowany do zajęć w minimalnym stopniu i potrafi samodzielnie rozwiązywać proste problemy. | |
4,0 | Student jest przygotowany do zajęć i potrafi samodzielnie rozwązywać postawione problemy. | |
4,5 | Student jest przygotowany do zajęć i potrafi samodzielnie rozwiązywać postawione problemy oraz prowadzić dyskusję o osiągniętych wynikach. | |
5,0 | Student jest przygotowany do zajęć i potrafi samodzielnie rozwiązywać postawione problemy oraz prowadzić dyskusję o osiągniętych wynikach, a także proponować modyfikacje. |
Literatura podstawowa
- Guntenbaum J., Modelowanie matematyczne systemów, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2003, III
- Morrison F., Sztuka modelowania układów dynamicznych, WNT, Warszawa, 1996, I
- Foryś U., Matematyka w biologii, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2005
- Murray J. D., Wprowadzenie do biomatematyki, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 2007
- Wrzosek D., Matematyka dla biologów, Wydawnictwo WUW, Warszawa, 2008
Literatura dodatkowa
- Kincaid D., Cheney W., Analiza numeryczna, WNT, Warszawa, 2006, III
- Mrozek B., Mrozek Z., MATLAB i Simulink. Poradnik użytkownika, Helion, Gliwice, 2010, III