Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Bioinformatyka (S1)

Sylabus przedmiotu Modelowanie systemów biologicznych:

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 Modelowanie systemów biologicznych
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Nauk o Zwierzętach Przeżuwających
Nauczyciel odpowiedzialny Daniel Zaborski <Daniel.Zaborski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 1,0 ECTS (formy) 1,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL7 15 0,50,41zaliczenie
wykładyW7 15 0,50,59zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wiedza z zakresu matematyki i podstaw informatyki

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie z teoretycznymi i praktycznymi aspektami modelowania systemów biologicznych na różnym poziomie ich złożoności

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Przegląd programów komputerowych do modelowania systemów biologicznych2
T-L-2Modelowanie i wizualizacja makrocząsteczek2
T-L-3Wykorzystanie modelowania w analizie ewolucji molekularnej2
T-L-4Modelowanie wzrostu organizmów3
T-L-5Modelowanie pojedynczej populacji2
T-L-6Modelowanie interakcji między populacjami. Model drapieżnik-ofiara2
T-L-7Modelowanie w epidemiologii2
15
wykłady
T-W-1Systemy, modele i modelowanie. Proces modelowania2
T-W-2Zasady budowy modelu systemu biologicznego. Model jakościowy2
T-W-3Zasady tworzenia modeli ilościowych2
T-W-4Metody numerycze stosowane w modelowaniu. Estymacja parametrów modelu2
T-W-5Walidacja i analiza modelu2
T-W-6Modelowanie molekularne. Modelowanie komórek i szlaków komórkowych2
T-W-7Modelowanie organizmów żywych. Modele wybranych układów oraz procesów zachodzących w organizmie2
T-W-8Modelowanie populacji biologicznych1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
15
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
15

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny prezentujący zagadnienia teoretyczne
M-2Prezentacje multimedialne przy użyciu komputera i projektora

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładów
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BI_1A_BI-S-O11.4_W01
Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania, zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych, wymienia poznane na zajęciach programy komputerowe do modelowania systemów biologicznych		BI_1A_W18, BI_1A_W19P1A_W03, P1A_W04, P1A_W05, P1A_W06, P1A_W07, P1A_W08, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W07, T1A_W08InzA_W02, InzA_W05C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-4M-1, M-2S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BI_1A_BI-S-O11.4_U01
Student potrafi zaprezentować modelowanie systemów biologicznych o różnym stopniu złożoności na konkretnych przykładach		BI_1A_U01, BI_1A_U19P1A_U01, P1A_U02, P1A_U04, P1A_U06, P1A_U09, P1A_U11, T1A_U01, T1A_U04, T1A_U05, T1A_U09, T1A_U11InzA_U02, InzA_U07C-1T-L-7, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-5, T-L-6, T-L-4M-1, M-2S-2

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BI_1A_BI-S-O11.4_K01
Student wykazuje zrozumienie zasad funkcjonowania systemów biologicznych, a przy ich analizie opera się na podstawach empirycznych, stosując metody matematyczne, statystyczne i informatyczne		BI_1A_K02P1A_K01, P1A_K04—C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-4, T-L-7, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-5, T-L-6, T-L-4M-1, M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
BI_1A_BI-S-O11.4_W01
Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania, zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych, wymienia poznane na zajęciach programy komputerowe do modelowania systemów biologicznych		2,0Student nie potrafi zdefiniować pojęcia systemu biologicznego ani modelu, nie jest w stanie wymienić żadnego rodzaju modelu ani etapów procesu modelowania
3,0Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, wymienia rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania
3,5Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, krótko opisuje rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania
4,0Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania, krótko opisuje zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych
4,5Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli, etapy procesu modelowania oraz zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych
5,0Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli, etapy procesu modelowania oraz zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych; wymienia poznane na zajęciach programy komputerowe do modelowania systemów biologicznych

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
BI_1A_BI-S-O11.4_U01
Student potrafi zaprezentować modelowanie systemów biologicznych o różnym stopniu złożoności na konkretnych przykładach		2,0
3,0Student prezentuje modelowanie systemów biologicznych na wybranych przykładach
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
BI_1A_BI-S-O11.4_K01
Student wykazuje zrozumienie zasad funkcjonowania systemów biologicznych, a przy ich analizie opera się na podstawach empirycznych, stosując metody matematyczne, statystyczne i informatyczne		2,0
3,0Student wykazuje zrozumienie zasad funkcjonowania systemów biologicznych, a przy ich analizie opera się na podstawach empirycznych, stosując metody matematyczne, statystyczne i informatyczne
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Tadeusiewicz R., Augustyniak P. (red.), Podstawy inżynierii biomedycznej. Tom II, Wydaw. AGH, Kraków, 2009
  2. Foryś U., Poleszczuk J., Modelowanie matematyczne w biologii i medycynie, Uniwersytet Warszawski, Warszawa, 2011
  3. Haefner J. W., Modeling Biological Systems:: Principles and Applications, Springer, New York, 2005

Literatura dodatkowa

  1. Hannon B., Ruth M., Modeling Dynamic Biological Systems, Springer, New York, 1999

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Przegląd programów komputerowych do modelowania systemów biologicznych2
T-L-2Modelowanie i wizualizacja makrocząsteczek2
T-L-3Wykorzystanie modelowania w analizie ewolucji molekularnej2
T-L-4Modelowanie wzrostu organizmów3
T-L-5Modelowanie pojedynczej populacji2
T-L-6Modelowanie interakcji między populacjami. Model drapieżnik-ofiara2
T-L-7Modelowanie w epidemiologii2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Systemy, modele i modelowanie. Proces modelowania2
T-W-2Zasady budowy modelu systemu biologicznego. Model jakościowy2
T-W-3Zasady tworzenia modeli ilościowych2
T-W-4Metody numerycze stosowane w modelowaniu. Estymacja parametrów modelu2
T-W-5Walidacja i analiza modelu2
T-W-6Modelowanie molekularne. Modelowanie komórek i szlaków komórkowych2
T-W-7Modelowanie organizmów żywych. Modele wybranych układów oraz procesów zachodzących w organizmie2
T-W-8Modelowanie populacji biologicznych1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaBI_1A_BI-S-O11.4_W01Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania, zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych, wymienia poznane na zajęciach programy komputerowe do modelowania systemów biologicznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBI_1A_W18ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania systemów
BI_1A_W19wskazuje możliwości i znaczenie bezpiecznego stosowania procesów biologicznych i biotechnologicznych w różnych obszarach działalności człowieka i wykorzystanie w nich narzędzi informatycznych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaP1A_W03ma wiedzę z zakresu matematyki, fizyki i chemii niezbędną dla zrozumienia podstawowych procesów i zjawisk przyrodniczych
P1A_W04ma wiedzę w zakresie najważniejszych problemów z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów oraz zna ich powiązania z innymi dyscyplinami przyrodniczymi
P1A_W05ma wiedzę w zakresie podstawowych kategorii pojęciowych i terminologii przyrodniczej oraz ma znajomość rozwoju dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i stosowanych w nich metod badawczych
P1A_W06ma wiedzę w zakresie statystyki i informatyki na poziomie pozwalającym na opisywanie i interpretowanie zjawisk przyrodniczych
P1A_W07ma wiedzę w zakresie podstawowych technik i narzędzi badawczych stosowanych w zakresie dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów
P1A_W08rozumie związki między osiągnięciami wybranej dziedziny nauki i dyscypliny nauk przyrodniczych a możliwościami ich wykorzystania w życiu społeczno-gospodarczym z uwzględnieniem zrównoważonego użytkowania różnorodności biologicznej
T1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W05ma podstawową wiedzę o trendach rozwojowych z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W08ma podstawową wiedzę niezbędną do rozumienia społecznych, ekonomicznych, prawnych i innych pozatechnicznych uwarunkowań działalności inżynierskiej
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
InzA_W05zna typowe technologie inżynierskie w zakresie studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie z teoretycznymi i praktycznymi aspektami modelowania systemów biologicznych na różnym poziomie ich złożoności
Treści programoweT-W-1Systemy, modele i modelowanie. Proces modelowania
T-W-2Zasady budowy modelu systemu biologicznego. Model jakościowy
T-W-3Zasady tworzenia modeli ilościowych
T-W-5Walidacja i analiza modelu
T-W-6Modelowanie molekularne. Modelowanie komórek i szlaków komórkowych
T-W-7Modelowanie organizmów żywych. Modele wybranych układów oraz procesów zachodzących w organizmie
T-W-8Modelowanie populacji biologicznych
T-W-4Metody numerycze stosowane w modelowaniu. Estymacja parametrów modelu
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny prezentujący zagadnienia teoretyczne
M-2Prezentacje multimedialne przy użyciu komputera i projektora
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi zdefiniować pojęcia systemu biologicznego ani modelu, nie jest w stanie wymienić żadnego rodzaju modelu ani etapów procesu modelowania
3,0Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, wymienia rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania
3,5Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, krótko opisuje rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania
4,0Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli oraz etapy procesu modelowania, krótko opisuje zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych
4,5Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli, etapy procesu modelowania oraz zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych
5,0Student definiuje pojęcie systemu biologicznego oraz modelu, charakteryzuje rodzaje modeli, etapy procesu modelowania oraz zasady tworzenia, walidacji i wykorzystania modeli w analizie systemów biologicznych; wymienia poznane na zajęciach programy komputerowe do modelowania systemów biologicznych
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaBI_1A_BI-S-O11.4_U01Student potrafi zaprezentować modelowanie systemów biologicznych o różnym stopniu złożoności na konkretnych przykładach
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBI_1A_U01wykorzystuje wiedzę o zjawiskach fizycznych i biologicznych, przemianach chemicznych i potrafi opisać je za pomocą modeli matematycznych oraz statystycznych
BI_1A_U19wdraża wiedzę z zakresu biotechnologii i metodologii badań w środowisku odpowiadającym przyszłemu stanowisku pracy zawodowej
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaP1A_U01stosuje podstawowe techniki i narzędzia badawcze w zakresie dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów
P1A_U02rozumie literaturę z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów w języku polskim; czyta ze zrozumieniem nieskomplikowane teksty naukowe w języku angielskim
P1A_U04wykonuje zlecone proste zadania badawcze lub ekspertyzy pod kierunkiem opiekuna naukowego
P1A_U06przeprowadza obserwacje oraz wykonuje w terenie lub laboratorium proste pomiary fizyczne, biologiczne i chemiczne
P1A_U09umie przygotować w języku polskim i języku obcym dobrze udokumentowane opracowanie problemów z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów
P1A_U11uczy się samodzielnie w sposób ukierunkowany
T1A_U01potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie
T1A_U04potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U05ma umiejętność samokształcenia się
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U11ma przygotowanie niezbędne do pracy w środowisku przemysłowym oraz zna zasady bezpieczeństwa związane z tą pracą
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie z teoretycznymi i praktycznymi aspektami modelowania systemów biologicznych na różnym poziomie ich złożoności
Treści programoweT-L-7Modelowanie w epidemiologii
T-L-1Przegląd programów komputerowych do modelowania systemów biologicznych
T-L-2Modelowanie i wizualizacja makrocząsteczek
T-L-3Wykorzystanie modelowania w analizie ewolucji molekularnej
T-L-5Modelowanie pojedynczej populacji
T-L-6Modelowanie interakcji między populacjami. Model drapieżnik-ofiara
T-L-4Modelowanie wzrostu organizmów
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny prezentujący zagadnienia teoretyczne
M-2Prezentacje multimedialne przy użyciu komputera i projektora
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student prezentuje modelowanie systemów biologicznych na wybranych przykładach
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaBI_1A_BI-S-O11.4_K01Student wykazuje zrozumienie zasad funkcjonowania systemów biologicznych, a przy ich analizie opera się na podstawach empirycznych, stosując metody matematyczne, statystyczne i informatyczne
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBI_1A_K02wykazuje zrozumienie podstawowych zjawisk i procesów biologicznych, a przy ich interpretacji opiera się na podstawach empirycznych dostrzegając rolę metod matematycznych i statystycznych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaP1A_K01rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie
P1A_K04prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z wykonywaniem zawodu
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie z teoretycznymi i praktycznymi aspektami modelowania systemów biologicznych na różnym poziomie ich złożoności
Treści programoweT-W-1Systemy, modele i modelowanie. Proces modelowania
T-W-2Zasady budowy modelu systemu biologicznego. Model jakościowy
T-W-3Zasady tworzenia modeli ilościowych
T-W-5Walidacja i analiza modelu
T-W-6Modelowanie molekularne. Modelowanie komórek i szlaków komórkowych
T-W-7Modelowanie organizmów żywych. Modele wybranych układów oraz procesów zachodzących w organizmie
T-W-8Modelowanie populacji biologicznych
T-W-4Metody numerycze stosowane w modelowaniu. Estymacja parametrów modelu
T-L-7Modelowanie w epidemiologii
T-L-1Przegląd programów komputerowych do modelowania systemów biologicznych
T-L-2Modelowanie i wizualizacja makrocząsteczek
T-L-3Wykorzystanie modelowania w analizie ewolucji molekularnej
T-L-5Modelowanie pojedynczej populacji
T-L-6Modelowanie interakcji między populacjami. Model drapieżnik-ofiara
T-L-4Modelowanie wzrostu organizmów
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny prezentujący zagadnienia teoretyczne
M-2Prezentacje multimedialne przy użyciu komputera i projektora
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładów
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student wykazuje zrozumienie zasad funkcjonowania systemów biologicznych, a przy ich analizie opera się na podstawach empirycznych, stosując metody matematyczne, statystyczne i informatyczne
3,5
4,0
4,5
5,0