Биофизика - Северный государственный медицинский

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра медицинской и биологической физики
Учебно-методический комплекс по дисциплине
БИОФИЗИКА
Основная образовательная программа 31.05.03 стоматология
Утверждено на заседании
кафедры:
Протокол № 17
« 09 » октября 2014 г.
Зав. кафедрой, доцент
А.А. Карякин
Автор-составитель:
Коровина В.А.
доцент
1
Структура учебно-методического комплекса дисциплины
I.
II.
1.
2.
3.
4.
III.
Титульный лист УМКД
Рабочая -учебная программа
Приложение 1 к рабочей учебной программе «Тематический план
лекций», «Тематический план практических занятий»
Приложение 2 к рабочей учебной программе «Методические
рекомендации для преподавателей по дисциплине»
Приложение 3 к рабочей учебной программе «Методические указания
для студентов по дисциплине»
Приложение 4 к рабочей учебной программе «Фонд оценочных
средств»
Лист регистрации изменений.
2
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
«СОГЛАСОВАНО»
Зав. кафедрой, доцент
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан факультета
А.А. Карякин
«09» октября 2014 г.
Рассмотрено на заседании кафедры
Протокол №17
Н.Г. Давыдова
«14» октября 2014 г.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине БИОФИЗИКА
По направлению подготовки 31.05.03 СТОМАТОЛОГИЯ
Курс 1
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) ЗАЧЕТ
Кафедра Медицинской и биологической физики
Трудоемкость дисциплины 72 час./ 2 зач. ед.
Архангельск, 2014
3
1. Цель и задачи освоения дисциплины
Целью освоения учебной дисциплины «Биофизика» является
формирование у студентов системных знаний о физических основах
строения и функционировании органов и систем, физических свойствах
биологических тканей и методах их изучения, особенностях действия
физических факторов на клетку и подклеточные образования. Эти знания
необходимы для изучения других дисциплин и наиболее полно
последовательно прививают будущим врачам принципы научной
методологии.
При этом задачами дисциплины являются:
- формирование у студентов научного мышления в категориях точных
наук, что позволит глубже понять закономерности человеческого
организма в норме и патологии;
- формирование навыков физического, математического моделирования при
изучении биологических объектов и процессов;
- обучение студентов методам экспериментальных исследований;
- ознакомление студентов с физическими основами медицинской
аппаратуры и техникой безопасности при работе с ней.
2.Место дисциплины в структуре ООП
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по
направлению подготовки Стоматология.
Учебная дисциплина «Биофизика» относится к математическому,
естественнонаучному циклу дисциплин является вариативной в обучении
стоматологии, Использует знания физики, математики, биологии, биохимии
и выполняет функции интегрирующей дисциплины, закрепляет
материалистические принципы, создает у студентов представления об
органическом единстве окружающего мира. Освоение дисциплины
«Биофизика» должно предшествовать изучению дисциплин: физиологии,
биохимии, микробиологии и вирусологии, гигиены, неврологии,
оториноларингологии, офтальмология, лучевой диагностики и лучевой
терапии, инфекционных болезней.
4
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины:
Коды
формируемых
компетенций
ОК-№1
ПК -№2
ПК -№3
ПК -№9
ПК -№27
ПК-№ 31
ПК -№32
Компетенции
Общекультурные компетенции
Способность и готовность анализировать социальнозначимые проблемы и процессы, использовать на практике
методы
гуманитарных,
естественнонаучных,
медикобиологических и клинических наук в различных видах
профессиональной и социальной деятельности.
Профессиональные компетенции
Способность и готовность выявлять естественно научную
сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной
деятельности, использовать для их решения соответствующий
физико-химический и математический аппарат
Способность и готовность к формированию системного
подхода к анализу медицинской информации, опираясь на
всеобъемлющие
принципы
доказательной
медицины,
основанной на поиске решений с использованием
теоретических знаний и практических умений в целях
совершенствования профессиональной деятельности.
Способность и готовность к работе с медико-технической
аппаратурой, используемой в работе с пациентами, владеть
компьютерной техникой, получать информацию из различных
источников, работать с информацией в глобальных
компьютерных сетях; применять возможности современных
информационных технологий для решения профессиональных
задач.
Способность и готовность использовать нормативную
документацию, принятую в здравоохранении (законы
Российской
Федерации,
технические
регламенты,
международные и национальные стандарты, приказы,
рекомендации, терминологию, международные системы
единиц (СИ), действующие международные классификации), а
также документацию для оценки качества и эффективности
работы медицинских организаций
Способность и готовность изучать научно-медицинскую
информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике
исследования.
Способность и готовность к участию в освоении современных
теоретических и экспериментальных методов исследования с
целью создания новых перспективных средств, в организации
работ по практическому использованию и внедрению
результатов исследования
5
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
- физические закономерности лежащие в основе процессов, протекающих в
организме;
- физические свойства биологических тканей;
- механизмы действия физических факторов на организм;
- основы устройства физиотерапевтической и диагностической
аппаратуры;
- правила техники безопасности при работе с аппаратурой.
Уметь:
- анализировать процессы жизнедеятельности биосистем, используя
законы физики;
объяснять
физические
свойства
биологических
тканей,
функционирования систем применяя методы физического и
математического моделирования;
- обосновывать выбор физического фактора действующего на организм с
диагностической и лечебной целью;
- оценивать выходные данные физиотерапевтической и диагностической
аппаратуры.
Владеть:
- навыками проведения экспериментальных исследований;
- навыками составления простейших физических и математических
моделей для изучения биосистем;
- навыками получения информации из разных источников.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы:
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего часов
Семестр
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные практикумы (ЛП)
Клинические практические занятия (КПЗ)
Самостоятельная работа (всего)
Экзамен
48
1, 2
14
14
1, 2
1, 2
Общая трудоемкость (час.)
72
20
24
1, 2
6
5. Содержание дисциплины:
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
1.
Биофизика клетки
2.
Биоэнергетика
3.
Биологическая электродинамика.
4.
Биомеханика.
5.
Биофизика органов чувств.
6.
Действие ионизирующего излучения на
клетку
Наименование раздела дисциплины
Содержание раздела
2
3
Общая ультраструктура клетки. Строение и
функции
биологических
мембран.
Проницаемость
клеточных
мембран.
Транспорт веществ через мембраны.
Испускание и поглощение энергии атомами
и
молекулами.
Люминисценция
биологических систем. Биофизические
механизмы фотосинтеза и клеточного
дыхания. Термодинамика биологических
систем.
Физико
химические
основы
биоэлектрогенеза.
Потенциал
покоя,
потенциал действия, его распространение.
Электрические и магнитные свойства
тканей. Действие ЭМП на биологические
ткани.
Механические свойства биологических
тканей. Биомеханика опорно-двигательного
аппарата. Системы кровообращения.
Биофизические организмы преобразования
информации в рецепторах. Биофизика
слуха. Биофизика зрения.
Виды ионизирующих излучений.
Биофизические основы действия
ионизирующего излучения. Дозиметрия.
7
5.2. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
Л
2
3
1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Биофизика клетки
4
Биоэнергетика
2
Биологическая
2
электродинамика.
Биомеханика.
2
Биофизика органов чувств.
2
Действие ионизирующего
2
излучения на клетку
итого 14
ПЗ
С
ЛП
КПЗ
4
5
6
7
6
СРС
Всего
часов
8
9
4
6
14
8
2
6
2
12
2
10
4
2
4
14
12
6
12
24
72
4
14
20
6. Интерактивные формы проведения занятий
№
Наименование
Интерактивные формы
Длительность
п/п раздела дисциплины
проведения занятий
(час.)
1.
Биофизика клетки
Занятие с малыми группами
2
2.
Биологическая
Занятие с малыми группами
2
электродинамика
Итого (час.)
4
Итого (% от аудиторных занятий)
8
7. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов
№
п/п
Наименование
раздела дисциплины
1.
Биофизика клетки
2.
Биоэнергетика
3.
Биологическая
электродинамика.
4.
Биомеханика.
5.
Биофизика органов
чувств.
Виды самостоятельной
работы
Формы
контроля
Работа с учебной литературой. Проверка
Подготовка рефератов
конспектов
Заслушивание
рефератов
Работа с учебной литературой. Проверка
Подготовка рефератов
конспектов
Заслушивание
рефератов
Работа с учебной литературой. Проверка
Выполнение расчетноконспектов и
графических работ
тестирование
Работа с учебной литературой. Проверка
Решение ситуационных задач конспектов и
тематических
заданий
Работа с учебной литературой. Проверка
Решение ситуационных задач конспектов и
тематических
8
6.
Действие
ионизирующего
излучения на клетку
заданий
Работа с учебной литературой. Проверка
Подготовка рефератов
конспектов и
Выполнение расчетнотематических
графических работ
заданий
8. Формы контроля
8.1. Формы текущего контроля
- устные: защита лабораторных работ, семестровых заданий, коллоквиум.
- письменные: тесты.
8.2. Формы промежуточной аттестации - зачет
Этапы проведения зачета
1. Этап – выполнение программы курса
2. Этап – компьютерное тестирование
3. Этап - устное собеседование
9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
9.1. Основная литература
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
9.2 Дополнительная литература:
1. Ремизов А.Н., Максина А. Г., Потапенко А.Я. Медицинская и
биологическая физика. Москва. Дрофа. 2010.
2. Ремизов А.Н., Максина А.Г. Руководство к лабораторным работам по
медицинской и биологической физике. Дрофа. 2008.
3. Волобуев А.Н. Основы медицинской и биологической физики.
Самарский дом печати. 2011.
4. Федорова В.Н., Фаустов Е.В. Медицинская и биологическая физика.
Курс лекций с задачами и решениями. Москва. ГЭОТАР-Медиа. 2011.
5. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6. Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика. 2004.
9.3 Программное обеспечение и Интернет ресурсы
OS Windows XP, набор офисных программ MS Office 2003, пакет
программ для статистической обработки данных Statistica, программа
лабораторных работ по курсу физики с компьютерными моделями
«Открытая физика», программа тестирования «t-Tester», имитационная
программа по определению радиоактивного распада элементов, браузер
Интернет- Explorer.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
9
Занятия проводятся в четырех аудиториях кафедры медицинской и
биологической физики, в том числе одном компьютерном классе.
Имеется необходимое оборудование для проведения лабораторного
практикума по биофизике: автоматические аудиометры, велоэргометр,
сфигмоманометры, фонендоскопы, электрокардиографы, осциллографы,
звуковые генераторы термометры, лазеры, поляриметры, рефрактометры,
аккомодометры с астоптометром, анамалоскопы. Для проведения расчетнографических работ, тестирования есть компьютерный класс.
11. Оценка студентами содержания и качества учебного процесса по
дисциплине
Анкета-отзыв на дисциплину «биофизика» (анонимная)
Просим Вас заполнить анкету-отзыв по прочитанной дисциплине
«биофизика». Обобщенные данные анкет будут использованы для ее
совершенствования. По каждому вопросу поставьте соответствующие оценки
по шкале от 1 до 10 баллов (обведите выбранный Вами балл). В случае
необходимости впишите свои комментарии.
1. Насколько Вы удовлетворены содержанием дисциплины в целом?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
________________________________________________________________
2. Насколько Вы удовлетворены общим стилем преподавания?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
________________________________________________________________
3. Как Вы оцениваете
методических материалов?
качество
подготовки
предложенных
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий_____________________________________________________
_________________________________________________________________
4. Насколько вы удовлетворены использованием преподавателем
активных
методов
обучения
(моделирование
процессов,
кейсы,
интерактивные лекции и т.п.)?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий______________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Какой из разделов дисциплины Вы считаете наиболее полезным,
ценным с точки зрения дальнейшего обучения и / или применения в
последующей практической деятельности?
10
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Что бы Вы предложили изменить в методическом и содержательном
плане для совершенствования преподавания данной дисциплины?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
СПАСИБО!
Автор (ы):
Занимаемая должность
Доцент
Фамилия, инициалы
Коровина В.А.
Подпись
Рецензент (ы):
Место работы
Занимаемая должность
Фамилия,
инициалы
Подпись
11
Приложение 1 к рабочей
учебной программе
Тематический план лекций
Учебная дисциплина – биофизика
Направление подготовки – стоматология
Семестр – 1
Курс –1
Количество
№
Тема лекции
лекции
часов
1.
Клеточные мембраны, структура, свойства.
2
Транспорт веществ через мембраны
2.
Потенциал покоя. Формула Нерста, Гольдмана2
Ходжкина- Катца. Потенциал действия, его
распространение по возбужденным мембранам.
Электрическое поле органов. Физические основы
электрокардиографии.
3.
Термодинамика биологической системы.
2
4.
Биомеханика
системы
кровообращения.
2
Биомеханика опорно- двигательного аппарата
5.
Биомеханика
органов
чувств.
Основы
2
преобразования информации
в рецепторах.
Биофизика слуха, зрения.
6.
Электропроводность биологических тканей для
2
постоянного, импульсного и переменного токов.
7.
Виды ионизирующего излучения. Биофизические
2
основы действия ионизирующего излучения.
Дозиметрия.
ИТОГО
14
Рассмотрено на заседании кафедры медицинской и биологической физики
Зав. кафедрой, доцент
А.А. Карякин
12
Тематический план практических занятий
Учебная дисциплина – биофизика
Направление подготовки – стоматология
Семестр – 1
Количество часов, отведенное на курс, цикл – 48 час.
Курс –1
№
Тема занятия
занят.
Кол-во
часов
1.
Строение и функции мембран, транспорт веществ через 2
мембрану.
2. Потенциал покоя, потенциал действия. Физические основы 2
электрографии.
3. Лабораторная работа №1 «Регистрация ЭКГ и построение 2
электрической оси сердца»
4. Лабораторная работа №2 «Измерение артериального 4
давления и вычисление работы сердца»
5. Лабораторная работа №3 «Определение размеров 2
эритроцитов при помощи лазера»
6. Лабораторная работа №4 «Определение физической 4
работоспособности при помощи велоэргометра»
7. Лабораторная работа №5 «Определение остроты слуха при 2
помощи аудиометра»
8. Действие постоянного и импульсного токов на биоткани. 2
Определение реобазы и хронаксии по кривой
электровозбудимости.
9. Лабораторная работа №6 «Исследование дисперсии 2
импеданса живой ткани»
10. Лабораторная работа №7 «Действие ЭМП УВЧ диапазона» 2
11. Фотобиологические
процессы.
Поглощение
света 2
биомолекулами
12. Лабораторная
работа
№8
«Исследование 2
светопроводящего и световоспринимающего аппарата
глаза»
13. Действие ионизирующего излучения на биоткани. 2
Дозиметрия ионизирующих излучений.
14. Решение задач.
2
15. Зачетное занятие.
2
ИТОГО
34
Рассмотрено на заседании кафедры медицинской и биологической физики
Зав. кафедрой, доцент
А.А. Карякин
13
Приложение 2 к рабочей
учебной программе
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ
ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ БИОФИЗИКА
2014 г.
14
1. Современные подходы к проблематике дисциплины
Биофизика – наука, изучающая физические свойства биологических
процессов и физические закономерности процессов, лежащих в основе
функционирования живых тканей. Поскольку объектом исследования является
организм, она в полной мере использует универсальный характер основных
физических законов и строгость математических подходов при изучении
процессов жизнедеятельности его. Изучение биологических явлений
осуществляется методами теоретической и экспериментальной физики, которые
трансформировались в связи с особенностями биологического объекта.
Так как ФГОС третьего поколения реализуется компетенстностный подход,
то целью изучения дисциплины является формирование общекультурных и
профессиональных компетенций предусмотренных стандартом.
Курс «Биофизики», задача которого объяснение физических и физикохимических механизмов, лежащих в основе функционирования живой клетки,
повышает мотивацию преподавания таких дисциплин как физика, математика,
химия в медицинском вузе. Кроме того, нет других учебных дисциплин, которые
бы рассматривали физические и физико- химические аспекты современного
изучения клетки и надклеточных образований.
Биофизика является основой для изучения физиологии, патологической
физиологии, клинических дисциплин. «Только физика и химия дают ключ к
разъяснению …. физиологических и патологических процессов, которые
совершаются в организме. Медик должен усвоить не столько отрывочные факты
прикладного естествознания, сколько общий строй науки, способ научного
мышления, приемы и методы исследования».
Поэтому очень разумно выделенные часы в вариативной части на этот курс.
Изучение материала осуществляется в логике изложения разделов: 1.
Биофизика клетки, 2. Элементы биологической термодинамики, 3.
Биофизические основы электрографии органов и тканей, 4. Биомеханика, 5.
Биофизика органов чувств, 6. Действие ионизирующего излучения на клетку.
Содержание дисциплины базируется на дидактических принципах:
фундаментальности, научности, межпредметных связей и профессиональной
направленности.
Формами организации занятий являются лекции, практические занятия,
лабораторные работы и самостоятельная работа студентов. Основная форма
– лекции, но так как объем часов ограничен, преподаватель на лекции дает
обоснованную мотивацию изучения раздела, акцентирует внимание на
наиболее сложных вопросах, демонстрирует применение математических и
физических моделей для изучения биологических систем. Практические
занятия способствуют более глубокому усвоению могут проводиться в форме
семинаров, дискуссий, деловых игр, решений ситуационных задач.
Лабораторный
практикум
предполагает
приобретение
студентами
практических навыков и умений, касающихся различных методов измерений,
статистической обработке результатов, анализа и выводов по определенной
тематике.
2. Образовательные технологии
15
Под образовательной (педагогической) технологией рассматривается
системное и последовательное воплощение на практике спроектированного
процесса обучения, система способов и средств достижения целей управления
этим процессом. Выделим образовательные технологии, используемые при
реализации различных видов учебной работы студентов по дисциплине
«Биофизика»: технология модульного обучения, технология знаково-контекстного
обучения, технология игрового обучения, информационно-компьютерная
технология обучения.
Центральным понятием технологии модульного обучения является понятие
«модуль». Под модулем следует понимать автономную организационнометодическую структуру учебной дисциплины, которая включает в себя
дидактические цели, логически завершенную единицу учебного материала,
методическое руководство (в том числе дидактические материалы и систему
контроля). Содержание дисциплины «Биофизика» осуществляется в логике
изложения разделов: 1. Биофизика клетки, 2. Элементы биологической
термодинамики, 3. Биофизические основы электрографии органов и тканей,
4. Биомеханика, 5. Биофизика органов чувств, 6. Действие ионизирующего
излучения на клетку. Каждый раздел можно рассматривать как модуль,
который включает формы проведения занятий: лекции, практические занятия,
лабораторные работы, самостоятельная работа студентов. Каждый модуль – раздел
имеет дидактические материалы, оборудование и методические руководства к
лабораторным работам, систему контроля.
Для формирования личности будущего врача в медицинском вузе
необходимо организовывать знаково-контекстное обучение, которое обеспечит
трансформацию познавательной деятельности в профессиональную деятельность.
Основной характеристикой образовательного процесса контекстного типа является
моделирование на языке знаковых средств предметного содержания будущей
профессиональной деятельности специалиста.
Учебная игра есть целеустремлённая самостоятельная деятельность
студентов, направленная на усвоение конкретных знаний, умений и навыков их
применения для достижения цели игры.
При реализации информационно-компьютерной технологии обучения
кафедра медицинской и биологической физики использует компьютерный класс, в
котором проводятся лабораторные работы, контрольное тестирование студентов.
Также студенты могут использовать сайт кафедры, где выложены методические
рекомендации по выполнению лабораторных работ, вопросы к подготовке к
практическим занятиям и коллоквиумам, а также вопросы к текущему и итоговому
контролю.
2.1. Активные и интерактивные формы проведения занятий
Активная форма обучения предполагает взаимодействие студентов и
преподавателя, при котором студент не пассивный слушатель, а активный
участник проведения практических занятий по математике, физике
соответствует этой форме. Каждый студент участвует в обсуждении темы,
предлагает методы решения задачи, обосновывает свой выбор.
Преподаватель координирует работу, направляет обсуждение материала от
16
известных истин к тем, что в процессе занятия только предстоит узнать,
акцентирует внимание на главном, объясняет сложное при участии студентов
и организует контроль усвоения. Интерактивные формы обучения в отличии
от активных ориентированы на более широкое взаимодействие студентов не
только с преподавателем . но и друг с другом и на доминирование
активности студентов в процессе обучения. Место преподавателя на
интерактивных занятиях сводится к направлению деятельности студентов на
достижение целей занятий. Проведение занятий лабораторного практикума
соответствует этой форме. Студенческая группа делится на творческие
объединения по 2 -3 человека, которые выполняют определенное
программное исследование. Обязательна домашняя подготовка по теме, где
используется основная, дополнительная литература, материал лекций, а
студенческий минимум определен контрольными вопросами. Например,
подгруппа готовит работу «Измерение артериального давления крови» и
теоретически ознакомлена с методом, физическими основами его и
границами применимости. На самом занятии перед ними ставится задача
приобретение навыков измерения артериального давления, вычисления
работы сердца. Студенты проводят исследования, позволяющее ответить на
вопрос, зависит ли давление крови от физической нагрузки и как при этом
изменяется
работа
сердца.
Они
обеспечиваются
необходимым
оборудованием, методическими указаниями к проведению исследования.
Определив цель, составляют план работы, обсуждают с преподавателем и
после его уточнения и одобрения проводят эксперимент. При этом
приобретают навыки организации самого процесса исследования, навыки
работы с аппаратурой, измерительным оборудованием, навыками оценки
абсолютной и относительной погрешности, проведения вычислительных
операций.
У студентов формируются умения работать в коллективе и привносить
свой индивидуальный опыт в процесс измерений, вычислений. Они активны
на каждом этапе занятия: от распределения обязанностей в подгруппе в
начале работы, проведения эксперимента, обсуждения результатов и выводов
в конце. Совместная деятельность означает, что каждый вносит свой вклад, в
ходе работы идет обмен знаниями, способами деятельности. Создается среда
образовательного общения. Преподаватель вместе с новыми знаниями
подводит студентов к самостоятельному поиску, и его задачей становится
создание условий для их инициативы.
2.2. Организация и контроль самостоятельной работы обучающихся
Самостоятельная работа студентов предусмотрена по всем разделам
(модулям) дисциплины «Биофизика» и включает работу с учебной литературой
и самостоятельное решение задач. Контроль самостоятельной работы
студентов осуществляется при проверке конспектов и тематических заданий.
3. Принципы и критерии оценивания результатов обучения
Контроль должен полностью соответствовать содержанию, проводиться
систематически и быть хорошо организован. В процессе обучения
используются различные виды контроля:
17
1. Контроль исходного уровня знаний (в начале занятий);
2. Текущий (по окончанию изучения определенной темы);
3. Рубежный (после изучения определенного раздела);
4. Итоговый (по окончании изучения дисциплины)
Для проведения применяются следующие средства контроля:
1. Вопросы;
2. Задачи;
3. Графики;
4. Тесты.
Итоговый контроль: зачет по дисциплине проводится в два этапа:
1. компьютерное тестирование;
2. устное собеседование.
Если студент выполнил правильно 70-100% итогового теста, то от
второго этапа освобождается.
Устное собеседование проводится только со студентами, которые
ответили правильно менее 70%.
18
Приложение 3 к рабочей
учебной программе
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ БИОФИЗИКА
2014 г.
19
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 1: «Биофизика клетки»
Тема № 1: Строение и функции мембран, транспорт веществ через мембрану.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о функциях,
строении мембран, вида транспорта веществ через мембрану.
В результате изучения темы студент должен
знать: что такое биологическая мембрана и какие функции она выполняет;
строение мембраны; физико- химические свойства мембран; виды
транспорта веществ; уравнения Теорелла, Нерста- Планка, Фика..
уметь: математически описывать пассивный транспорт веществ;
объяснять модели мембран; давать характеристики движения липидов,
белков в мембране; объяснять принцип работы K- Na АТФ-азы.
владеть: навыками вычисления плотности потока вещества через
мембрану.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. Модель мембраны
2. искусственные мембраны
3. амфифильность
4. латеральная диффузия
5. «Флип- флоп»
6. жидкостно- кристаллическое состояние
7. электро- химический потенциал
8. градиент электро- химического потенциала
9. плотность потока вещества
10. проницаемость мембраны
11. пассивный транспорт
12. активный транспорт
13. простая диффузия
14. облегченная диффузия
15. АТФ-аза
3. Вопросы к занятию
1. Биомембрана, значение, функции.
2. Строение мембраны, свойства и виды движение структурных
элементов.
3. Модели мембран.
4. Искусственные мембраны.
5. Физико – химические свойства мембран.
6. Пассивный транспорт и его математическое описание.
7. Активный транспорт. K- Na АТФ-аза.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 3.37;
3.39; 3.41; 3.42; 3.48; 3.50; 3.52.
20
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Методы исследования мембран
Виды и содержание
самостоятельной работы
1. Написание конспектов
2. Выполнение рефератов
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 1: «Биофизика клетки»
Тема № 2: Потенциал покоя, потенциал действия. Физические основы
электрографии.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о формировании
на мембране потенциала покоя, генерации потенциала действия и его
распространении, возможностях измерения потенциалов с целью
диагностики.
В результате изучения темы студент должен
знать: как возникает потенциал покоя на мембране; формулу Нерста;
уравнение Гольдмана- Ходжкина-Катца; что такое потенциал действия;
фазы потенциала действия; как распространяется потенциал действия
по миелиновым и безмиелиновым мембранам; метод регистрации
потенциала.
уметь: вычислять потенциал покоя; объяснять механизм генерации
потенциала действия и его распространение; объяснять физические
основы теории Эйнтховена.
владеть: навыками применения формулы Нерста, уравнения ГольдманаХоджкина-Катца для вычисления потенциала покоя.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. потенциал покоя
2. потенциал действия
3. ионные каналы
4. локальные токи
5. депомеризация
6. реполяризация
7. электрография
8. интегральный электрический вектор.
21
3. Вопросы к занятию
1. Потенциал покоя. Вывод формулы Нерста; уравнение ГольдманаХоджкина-Катца.
2. Потенциал действия, его свойства. Фазы потенциала действия.
3. Распространение по миелиновым и безмиелиновым мембранам.
4. Электрография как метод регистрации биопотенциалов.
5. Теория Эйнтховена.
4. Вопросы для самоконтроля
2. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 3.53;
3.56; 3.70.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 3 Регистрация ЭКГ и построение электрической оси сердца.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
биофизических основах электрокардиографии.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: что такое электрокардиограф; теорию Эйнтховена; блок- схему
электрокардиографа.
уметь: объяснять основные положения теории Эйнтховена; объяснять
возникновение зубцов ЭКГ; находить положение электрической оси
сердца по результатам ЭКГ; вычислять ЧСС по ЭКГ.
владеть: навыками наложения электродов при регистрации ЭКГ;
навыками анализа ЭКГ; навыками построения электрической оси
сердца.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. электрокардиография
2. электрокардиограмма
3. артефакты
4. интегральный электрический вектор
5. треугольник Эйнтховена
6. отведения
3. Вопросы к занятию
22
1. Электрокардиография, применение в медицине.
2. Теория Эйнтховена
3. Электрокардиограф, способы записи ЭКГ.
4. Вопросы для самоконтроля
3. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 4.13;
4.14; 4.15.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 4: «Биомеханика»
Тема № 4: Измерение артериального давления и вычисление работы сердца.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания биофизических
основ кровообращения.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: геологические свойства крови; основные гемодинамические
показатели; методы измерения давления крови.
уметь: вычислять работу сердца; объяснять применимость законов
гидродинамики для гемодинамики.
владеть: навыками расчета работы сердца; навыками измерения давления
крови; навыками статистической обработки результатов измерений.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. Реология
2. неньютоновская жидкость
3. линейная скорость
4. объемная скорость
5. гидравлическое сопротивление
6. ламинарное течение
7. турбулентное течение
8. пульсовая волна
3. Вопросы к занятию
1. Элементы сердечно- сосудистой системы и их биофизические функции
2. Работа сердца
3. Основные гемодинамические показатели
4. Методы измерения давления крови
23
4. Вопросы для самоконтроля
4. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 2.151;
2.152; 2.154; 2.156; 2.170; 2.167.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 4: «Биомеханика»
Тема № 5: Определение размеров эритроцитов при помощи лазера.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о вынужденном
излучении, его свойствах и применении в медико- биологических
исследованиях.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: природу вынужденного излучения; свойства излучения; принцип
получения вынужденного излучения; реологические свойства крови.
уметь: объяснять принцип получения излучения на примере гелийнеонового рубинового лазера; определять длину волны излучения
лазера при помощи дифракционной решетки; вычислять радиус
эритроцитов по результатам исследования; объяснять особенности
движения эритроцитов в сосудах разного диаметра.
владеть: навыками статистической обработки результатов эксперимента;
навыками вычисления с помощью калькулятора значений
элементарных функций.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. Спонтанное излучение;
2. вынужденное излучение;
3. когерентность и монохроматичность;
4. полиризованность;
5. рабочее тело;
6. система накачки;
7. оптический резонатор;
8. реология, гемореология;
9. неньютоновская жидкость;
10. агрегаты;
11. капилляры, аорта, артерии артериолы, вены;
24
12. пульсовая волна.
3. Вопросы к занятию
1. Вынужденное излучение атомов и молекул, его свойства.
2. Оптический квантовый генератор – лазер.
3. Реологические свойства крови.
4. Основные гемодинамические показатели (давление, скорость
кровотока).
5. Режимы течения крови.
6. Элементы сердечно- сосудистой системы, их биофизические свойства.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 6.38;
6.39; 6.40.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Виды и содержание
самостоятельной работы
1.
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 4: «Биомеханика»
Тема № 6: Определение физической работоспособности при помощи
велоэргометра
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о физических
основах функционирования опорно- двигательного аппарата человека.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: структуру и функции элементов ОДА; как определяется
подвижность скелета и кинематических цепей в ней; рычаги и рода,
силы и скорости в скелете; механические свойства костной, мышечной
ткани, сухожилий, связок; молекулярную организацию мышц;
уравнение Хилла.
уметь: вычислять подвижность соединений в скелете; объяснять действия
рычагов на примерах в теле человека; оценивать работу механизма
сокращения мышц как кинематического двигателя; объяснять
зависимость, полученную Хиллом; исследовать двигательную
25
активность и физическую подготовленность при помощи
велоэргометра.
владеть: навыками построения графиков и определения по ним
исследуемых параметров.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. активные элементы ОДА;
2. пассивные элементы ОДА;
3. Степени свободы;
4. Подвижность механизма;
5. Рычаг;
6. Мышечное волокно;
7. миофибрилла;
8. протофибрилла;
9. саркомер;
10. хемомеханический двигатель.
3. Вопросы к занятию
1. Элементы ОДА.
2. Функции и подвижность костей в скелете.
3. Рычаги, их значение.
4. Строение мышц.
5. Сокращение мышц. Уравнение Хилла. КПД мышечного сокращения.
6. Механические свойства мышечной, костной ткани, сухожилия, связок.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Как определяется класс подвижного соединения в скелете?
2. Какова подвижность в скелете?
3. Приведите пример рычага силы в теле человека.
4. Дайте характеристику изотонического (изометрического) сокращения
мышц и приведите пример.
5. Чем определяется сокращения, генерируемая мышцей?
6. Объясните электромеханическое сопряжение в мышцах.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 5: «Биофизика органов чувств»
26
Тема № 7: Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости.
Определение остроты слуха при помощи аудиометра.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о звуковых
волнах и основах аудиометрии.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: что такое звук, физиологические характеристики звука и их
соответствия физическим; закон Вебера – Фехнера; единицы измерения
интенсивности, уровни интенсивности, громкости; физические основы
звуковых методов в медицине; биофизику слуха.
уметь: строить логарифмическую шкалу интенсивности; находить
соответствие между громкостью и интенсивностью звука на разных
частотах по кривым равной громкости; проводить исследование слуха
при помощи аудиометра.
владеть: навыками работы на ПК.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. Звук;
2. частота звука;
3. интенсивность;
4. порог слышимости;
5. порог болевого ощущения;
6. акустический спектр;
7. высота; громкость; тембр;
8. аудиометрия; аускультация; перкуссия;
9. фонография;
10. бинауральный эффект;
11. акустический резонанс;
12. волновое сопротивление;
13. аудиограмма.
3. Вопросы к занятию
1. Звук, скорость распространения, физические характеристики звука.
2. Физиологические характеристики звука, их соответствие физическим.
Закон Вебера - Фехнера.
3. Уровень интенсивности, логарифмическая шкала. Кривые равной
громкости.
4. Аудиометрия. Метод оценки потери слуха.
5. Физические основы звуковых методов в медицине.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 2.91; 2.95;
2.96, 2.99, 2.87, 2.88.
5. Основная и дополнительная литература к теме
27
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 8: Действие постоянного и импульсного токов на биоткани.
Определение
реобазы
и
хронаксии
по
кривой
электровозбудимости.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о действии
токов на живые ткани и применение их в медицине.
В результате изучения темы студен должен
знать: физические и физиологические действия постоянного тока на
биологические ткани; методы физиотерапии постоянным током;
характеристики импульса, импульсный ток и их физиологическое
значение; законы раздражающего действия импульсного тока.
уметь: обосновывать правило введения лекарственного вещества в
методе лекарственного электрофореза; вычислять характеристики
электрического импульса и тока; формулировать законы ДюбуаРеймона, Вейса-Лапика; доказывать, что константы в законе ВейсаЛапика определяют функциональное состояние ткани; графически
определять реобазу и хронаксию; формулировать физиологический
смысл этих характеристик.
владеть: навыками построения кривой электровозбудимости и
определения по ней Re и Chr.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. Ионофорез
2. электрофорез;
3. электродиффузия;
4. поверхностная поляризация;
5. объемная поляризация;
6. электроосмос;
7. гальванизация;
8. крутизан фронта;
9. скважность;
10. коэффициент заполнения;
11. пороговый ток;
12. реобаза;
28
13. хронаксия;
14. электростимуляция
3. Вопросы к занятию
1. Электропроводность биологических тканей для постоянного тока;
2. Физические и физиологические действия постоянного тока;
3. Гальванизация, лекарственный электрофорез – методы физиотерапии;
4. Электрический импульс, импульсный ток, характеристики;
5. Действие импульсного тока на биоткани. Закон Дюбуа- Реймона,
Вейса-Лапика;
6. Электростимуляция, применение в медицине.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 4.26; 4.27;
4.37, 4.38.
2. Используя кривую in=f(n)
i0 мА
ответить:
чему
равны
реобаза
и
хронаксия;
возникнет ли возбуждение под
действием импульса i0=4 мА;
n=4 мс
 мс
n,
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 9: Исследование дисперсии импеданса живой ткани.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания об импедансе
тканей организма, его свойствах и возможности применения в
медицине.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: что такое импеданс, составляющие импеданса живой ткани; как
зависит импеданс от частоты тока; что такое коэффициент
поляризации; физические основы реоплетизмографии.
29
уметь: вычислять импеданс живой ткани; моделировать зависимость
импеданса от частоты; объяснять возникновение α, β, γ –дисперсии
импеданса; вычислять коэффициент поляризации тканей.
владеть: навыками построения частоты зависимости импеданса;
навыками вычисления элементарных функций на калькуляторе.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. переменный ток;
2. частота переменного тока;
3. импеданс биотканей;
4. дисперсия импеданса;
5. α, β, γ –дисперсии;
6. коэффициент поляризации ткани;
7. реоплетизмография.
3. Вопросы к занятию
1. Импеданс тканей организма, его составляющая;
2. Моделирование электропроводности живой ткани и частотной
зависимости импеданса;
3. α, β, γ –дисперсии импеданса;
4. Коэффициент поляризации живой ткани;
5. Физические основы реоплетизмографии.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 4.50; 4.53;
4.54, 4.55.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 10: Действие ЭМП УВЧ диапазона
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о действии
электрического и магнитного поля ВЧ, УВЧ и СВЧ диапазона,
сравнить тепловые эффекты этих полей в проводнике и диэлектрике.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
30
знать: классификацию частотных интервалов, принятых в медицине;
механизм нагревания живых тканей, находящихся в ВЧ электрическом
поле; методы, применяемые в физиотерапии.
уметь: объяснять возникновение тока проводимости, тока смещения и
изменение их вклада в тепловой эффект по мере повышения частоты;
вычислять количество теплоты, которое выделяется в 1 м3 за 1 с при
различных методах.
владеть: навыками измерения температуры, построения графиков.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. электромагнитное поле;
2. ток проводимости;
3. ток смещения;
4. эндогенное тепло;
5. частотная избирательность тканей;
6. осцилляторное действие;
7. диатермия;
8. дарсонвализация;
9. индуктотермия;
10. УВЧ – терапия;
11. микроволновая терапия.
3. Вопросы к занятию
1. Классификация частотных интервалов, принятых в медицине;
2. Физические процессы в тканях при воздействии токами и полями
ВЧ, УВЧ и СВЧ диапазона.
3. Характеристика методов, применяемых в физиотерапии.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Запишите формулу для вычисления количества теплоты, выделяющие в 1
м3 за 1 с при: а) диатермии; б) индуктотермии; в) УВЧ- терапии, и
объясните величины, входящие в нее.
2. Нарисуйте терапевтические контуры в методах: а) диатермии; б)
индуктотермии; в) УВЧ- терапии.
3. Объясните осцилляторные действия ЭМП УВЧ диапазона.
4. Какова блок- схема аппарата для УВЧ – терапии.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
31
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 5: «Биофизика органов чувств»
Тема № 11: Фотобиологические процессы. Поглощение света
биомолекулами.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
фотобиологических процессах.
В результате изучения темы студен должен
знать: что такое фотобиологический процесс; стадии процесса; что такое
спектр фотобиологического действия; определение биологической
эффективности света; что называется фотосенсибилизатором.
уметь: объяснять спектры фотобиологического действия и их связи со
спектрами поглощения; объяснять биофизические основы зрительной
рецепции.
владеть: навыками проведения качественного анализа органических
соединений по спектрам полей; навыками количественного анализа –
определения концентрации вещества в растворе со спектром по
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. спектр фотобиологического действия;
2. биологическая эффективность
3. показатель поглащения света
4. оптическая плотность
5. коэффициент пропускания
6. спектр поглощения
7. фотоизомеризация
3. Вопросы к занятию
1. Фотобиологический процесс, его стадии;
2. Спектр биологического действия и его связь со спектром
поглощения
3. Закон Бугера- Ламберта- Бера.
4. Связь между оптической плотностью и коэффициентом
пропускания.
5. Концентрационная колориметрия;
6. Качественный и количественный анализ по спектру поглощения.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 6.27;
6.29; 6.31.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
32
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Механизм
возникновения
биолюминесценции
Виды и содержание
самостоятельной работы
1. Написание конспектов
2. выполнение
реферативных
сообщений
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 5: «Биофизика органов чувств»
Тема № 12: Исследование светопроводящего и световоспринимающего
аппарата глаза.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
светопроводящем и световоспринимающем аппарате глаза.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: состав светопроводящего аппарата глаза; что определяет
физическую, физиологическую и клиническую рефракцию глаза;
оценку разрешающей способности глаза; биофизические основы
зрительной рецепции.
уметь: вычислять оптическую силу редуцирования глаза; объяснять
коррекцию зрения при аметропии; проводить исследование рефракции
глаза по предложенному алгоритму при помощи аккомодометра с
астоптометром; проводить исследование цветового зрения по
предложенному алгоритму при помощи анамалоскопа.
владеть: навыками вычисления оптической системы очков для коррекции
миопии, гиперметропии (редуцирующий глаз)
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. рефракция
2. редуцированный глаз
3. оптическая сила
4. аккомодация
5. эмметропия
6. аметропия
7. астигматизм
8. фотоизомеризация
3. Вопросы к занятию
1. Рефракция глаза. Виды рефракции.
2. Разрешающая способность глаза. Острота зрения.
3. Астигматизм глаза.
4. Фоторецепторы и их функции
5. Биофизические основы зрительной рецепции
33
6. Трехкомпонентная теория цветового зрения.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Изобразить проводящую систему глаза системой линз. Объяснить.
2. Что такое аккомодация и каков механизм ее?
3. Как проходит главная оптическая ось глаза, и как зрительная?
4. Угол зрения у пациента 2’. Какова острота зрения?
5. Пациент хорошо видит на расстоянии 10 см. Какой недостаток зрения у
пациента и очки с какими линзами могут исправить?
6. В чем состоит биофизический механизм фотоизомеризации?
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 6: «Действие ионизирующего излучения на клетку»
Тема № 13: Действие ионизирующего излучения на биоткани. Дозиметрия
ионизирующих излучений.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания об особенностях
действия ионизирующих излучений на живые ткани и количественной
оценке его.
В результате изучения темы студен должен
знать: какие излучения относятся к ионизирующим; виды взаимодействия
и условия их возникновения; количественные характеристики их
возникновения; физические основы действия на организм; дозиметрия
ионизирующего излучения.
уметь: вычислять экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы;
объяснять зависимость дозы от активности радиоэлемента, расстояния
до него, время.
владеть: навыками расчета доз , расстояния.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. линейная плотность ионизации;
2. линейный тормозной путь;
3. средний линейный пробег;
4. радио
5. поглощаемая доза;
6. экпозиционная доза
7. эквивалентная доза
34
3. Вопросы к занятию
1. Виды ионизирующих излучений.
2. Взаимодействие ионизирующих излучений с биологическим телом.
3. Дозиметрия ионизирующего излучения.
4. Детекторы ионизирующего излучения.
4. Вопросы для самоконтроля
7. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 7.58;
7.59; 7.60,7.61, 7.62, 7.63.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Использование радионуклидов в
медицине
Естественный радиоактивный фон
Земли. Нарушения естественного
фона
1.
2.
1.
2.
Виды и содержание
самостоятельной работы
Написание конспектов;
Выполнение рефератов.
Написание конспектов;
Выполнение рефератов.
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 6: «Действие ионизирующего излучения на клетку»
Тема № 14: Решение задач по дозиметрии ионизирующего излучения.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания по дозиметрии
ионизирующего излучения и выработать навыки вычисления доз.
В результате изучения темы студен должен
знать: виды доз; формулы для вычисления доз; единицы измерения доз.
уметь: применять формулы для вычисления доз; мощности доз;
осуществлять перевод единиц излучения доз из одной системы в
другую.
владеть: навыками расчета доз, безопасных расстояний; навыками
выполнения вычисления элементарных функций при помощи
калькулятора.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в процессе
изучения темы (перечень понятий).
1. поглощенная доза;
2. экспозиционная доза;
35
3. эквивалентная доза;
4. мощность дозы.
3. Вопросы к занятию
1. Зависимость экспозиционной дозы от расстояния, времени и
активного элемента.
2. Поглощенная доза, ее определение по экспозиционной дозе.
3. Коэффициент качества. Эквивалентная доза.
4. Единицы измерения доз и мощность доз
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 7.71;
7.67; 7.75,7.76.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 1: «Биофизика клетки»
Тема № 15: Зачетное занятие.
Цель занятия: проверить усвоение знаний курса «Биофизика».
3. Вопросы к зачету:
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
36
Приложение 4 к рабочей
учебной программе
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ БИОФИЗИКА
2014 г.
37
1. Карта оценки компетенций
Коды
формируемых
компетенций
ОК-№1
ПК -№2
ПК -№3
ПК -№9
ПК -№27
Наименование компетенции
Этапы
формиро
вания
компете
нций
Общекультурные компетенции
Способность и готовность анализировать -Знать
социально- значимые проблемы и -Уметь
процессы, использовать на практике
методы
гуманитарных,
естественнонаучных,
медикобиологических и клинических наук в
различных видах профессиональной и
социальной деятельности.
Профессиональные компетенции
Способность и готовность выявлять -Знать
естественно научную сущность проблем, -Уметь
возникающих в ходе профессиональной
деятельности, использовать для их
решения
соответствующий
физикохимический и математический аппарат
Способность
и
готовность
к -Знать
формированию системного подхода к -Уметь
анализу
медицинской
информации,
опираясь на всеобъемлющие принципы
доказательной медицины, основанной на
поиске решений с использованием
теоретических знаний и практических
умений в целях совершенствования
профессиональной деятельности.
Способность и готовность к работе с -Знать
медико-технической
аппаратурой, -Уметь
используемой в работе с пациентами,
владеть
компьютерной
техникой,
получать информацию из различных
источников, работать с информацией в
глобальных
компьютерных
сетях;
применять возможности современных
информационных
технологий
для
решения профессиональных задач.
Способность и готовность использовать -Знать
нормативную документацию, принятую в -Уметь
здравоохранении (законы Российской
Средства
оценки
-Тесты
-Проверочные
работы
-Рефераты
-Эссе
-Тесты
-Ситуационные
задачи
Тесты
-Ситуационные
задачи
-Алгоритмы
выполнения
лабораторных
работ
-Тесты
-Ситуационные
задачи
38
ПК-№ 31
ПК -№32
Федерации, технические регламенты,
международные
и
национальные
стандарты,
приказы,
рекомендации,
терминологию, международные системы
единиц
(СИ),
действующие
международные классификации), а также
документацию для оценки качества и
эффективности работы медицинских
организаций
Способность и готовность изучать -Знать
научно-медицинскую
информацию, -Уметь
отечественный и зарубежный опыт по
тематике исследования.
Способность и готовность к участию в -Знать
освоении современных теоретических и -Уметь
экспериментальных
методов
исследования с целью создания новых
перспективных средств, в организации
работ по практическому использованию и
внедрению результатов исследования
- Коллоквиумы
-Рефераты
-Эссе
-Доклады
-Ситуационные
задачи
2. Оценочные средства для проведения текущего контроля успеваемости
студентов:
- тесты;
Вопрос
Ответ
1. Звук - это….
1. продольная механическая волна
2. поперечная волна
3. электромагнитная волна
2. Физические характеристики звука…
1. интенсивность
2. высота
3. частота
3. Единица измерения частоты звука
1. 1 Вт/м2
2. 1 Гц
3. 1 с
4. Уровень интенсивности 40 дБ. Его
интенсивность равна …
1. 10-8 Вт/м2
2. 4 Б
3. 4 . 10-12 Вт/м2
5. Минимальная интенсивность звука
данной частоты, которую воспринимает
ухо называется …
1. порогом ощущения
2. порогом слышимости
3. порогом дискомфорта
39
6. Порог болевого ощущения на частоте 1
кГц (Вт/м2)
1. 10-12
2. 1
3. 10
7. К звукопроводящей системе слухового
анализатора относится…
1. наружное ухо
2. среднее ухо
3. внутреннее ухо
8. Орган, в котором происходит
трансформация механических
колебаний в электрические
1. ушная раковина
2. улитка
3. Кортиев
9. Звуковой метод исследования в
медицине
1. прослушивание
2. фонография
3. электрография
10. При использовании фонендоскопа для
аускультации громкость увеличивается,
так как происходит
1. резонанс
2. колебания мембраны
3. интерференция
1. Какая ткань или жидкость (из перечисленных) обладает наибольшей
электропроводностью при
постоянном токе: кожа, спинномозговая
жидкость, нервная ткань?
2. Записать закон Ома для биологического объекта.
3. Начертить эквивалентную электрическую схему, моделирующую свойства
глубоко лежащих тканей организма.
4. Как вычислить импеданс этой эквивалентной схемы для тканей организма?
5. Какие явления лежат в основе действия постоянного тока на ткани?
ИСПОЛЬЗУЯ КРИВУЮ «СИЛА ТОКА – ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» ОТВЕТИТЬ:
6. Чему равна хронаксия?
7. Чему равна реобаза?
8. Возникнет ли возбуждение под действием прямоугольного электрического
импульса амплитудой 5 мА и
длительностью 3. 10-4 с?
9. Можно ли вызвать возбуждение
электрическим импульсом той же
длительностью,
но
меньшей
амплитуды?
10. При какой минимальной амплитуде
вызовет возбуждение прямоугольный
импульс длительностью 2,5. 10-4 с?
40
11. Рассчитать скважность, если период этих импульсов 0,01 с.
12.
Диамагнитными, парамагнитными или ферромагнитными свойствами
обладают ткани организма в значительной степени.
1. Биологические объекты обладают
свойствами…
а) только диэлектриков
в) диэлектриков и катушек индуктивности
с) только проводников
д) проводников и диэлектриков
2. Закон Ома для биологического объекта
1
а) Z  R 2 
wc 2
u  р(t )
в) J (t ) 
R
а
В
с) J п 
ru
u
д)) J 
R
3.Лечебное мероприятие, при котором
а)статдуш
используется воздух, искусственно
в)дарсонвализация
обогащенный легкими ионами и
с)аэроионотерапия
свободными электронами, называется:
д)индуктотермия
4. При электрофорезе иод вводится в ткани а)с отрицательного электрода
организма
в)с положительного электрода
с)все равно с какого электрода
д)с обоих электродов
5. Механизмом биологического действия
а) электролиз
постоянного тока не является:
в) электростимуляция
с) электроэлиминация
д) сдвиг кислотнощелочного равновесия
6. Импульсные токи (НЧ) на биологическую а) механическое действие
ткань оказывают:
в) тепловое действие
с) раздражающее действие
д) раздражающее и тепловое действие
7. Указать точку на графике, которая
а)1
отображает импульс, вызывающий
в)1,2
раздражение в ткани:
с)1,2,3
д)2,3,4
8. Указать на графике точку,
а)2
соответствующую реобазе
в)4
с)3
д)1
9. Уравнение Вейса-Лапика:
dJ
d 2q
а) n  2
dt
dt
a
в) j n   в
rn
u  p(t )
с) J n 
R
д) Z  R 2  xc2
10.Применение электрического
а)электролизом
41
раздражения для изменения
функционального состояния клеток,
органов, тканей называется
11.В чем измеряется емкость:
в)импедансом
с)электростимуляцией
д)электроэлиминацией
а)Ом
в)Гн
с)Вб
д)Ф
12.Почему приведенная эквивалентная
а)т.к при w→0
схема биологической ткани имеет
z→∞
существенное противоречие с опытом:
в)т.к при w→∞
z→0
с)т.к при w→0
z→0
д)т.к при w→∞
z→∞
13. Зависимость полного сопротивления
а)дисперсией импеданса
тканей организма от частоты переменного
в)импедансом
тока называется:
с)реографией
д)поляризацией
14. Коэффициент поляризации для здоровой а)
биологической ткани:
в)=1
с)>>1
д)<1
15. При уменьшении объема
а)увеличивается
кровенаполнения органа его сопротивление в)зависит от ткани органа
с)уменьшается
д)не изменяется
16. При помещении в переменное
а)вращательные колебания поляризованных
магнитное поле токопроводящих тканей в
молекул
них образуются:
в)токи смещения
с)токи проводимости
д)вихревые токи
17. В какой биологической ткани выделится а)в жировой ткани
больше тепла при помещении ее в
в)в спинномозговой жидкости
переменное электрическое поле
с)в мышечной ткани
д)в ткани, богатой кровеносными сосудами.
18. При каком лечебном методе
а)микроволновая терапия
используется воздействие слабым
в)УВЧ-терапия
высокочастотным разрядом, который
с)индуктотермия
образуется между поверхностью тела и
д)дарсонвализация
специальным электродом
19. Воздействие на ткани организма
а)микроволновая терапия
электромагнитными волнами в
в)УВЧ-терапия
сантиметровом диапазоне называется:
с)индуктотермия
д)дарсонвализация
20. Лечебный метод, при котором ткани
а)диатермия
организма подвергаются действию
в) индуктотермия
высокочастотного магнитного поля,
с)УВЧ-терапия
называется
д)микроволновая терапия
- ситуационные задачи;
Задача 1
42
Определить коэффициент теплопроводности  костной ткани, если через площадку этой
кости размером 3 х 3 см и толщиной 5 мм за 1 час проходит 68 Дж теплоты. Разность
температур между внешней и внутренней поверхностями кости в теле составляет 10.
Решение
Воспользуемся законом теплопроводности:
Q = (T/x)St   = (Q x)/ (TSt).
Подставив численные значения получим:
 = 105 мВт/(мК)
Ответ:  = 105 мВт/(мК)
Задача 2
Отношение интенсивностей двух источников звука равно I2/I1 = 2. Чему равна разность
уровней интенсивностей этих звуков?
Решение
L= 10lg(I2/I1) = 10lg2 = 3 дБ.
Ответ: L = 3 дБ.
Задача 3
УЗ-волна с частотой 5 МГЦ проходит из мягких тканей в кость. Определить длину волны
 в обеих средах, если скорость УЗ в первой среде v1 = 1500 м/с, а во второй v2 = 3500 м/с.
Решение:  = v/.
Ответ: 1 = 310-4 м, 2 = 710-4 м.
Задача 4
Аппарат для гальванизации создает плотность тока 0,12 мА/см2. Какое количество
электричества проходит через тело, если наложенные на поверхность кожи электроды
имеют площадь 1,5 дм2 и процедура гальванизации длится 20 мин?
Решение
Плотность тока j = I/S, I = q/t, q = It = jSt.
j = 0,12 мА/см2 = 0,1210-3/10-4 = 1,2 А/м2; S = 1,5 дм2 = 0, 015 м2; t = 1200 с.
Подставляя численные значения, переведенные в СИ, получим: q = 21,6 Кл.
Ответ: q = 21,6 Кл.
Задача 5. При проведении взрывных работ в шахте рабочий оказался в области действия
звукового удара. Уровень интенсивности звука при этом составил Lmax = 150 дБ. В
результате полученной им травмы произошёл разрыв барабанной перепонки. Определите
интенсивность, амплитудное значение звукового давления и амплитуду смещения частиц
в волне для звука частотой ν= 1кГц.
1.
Вопрос: Укажите формулу для уровня интенсивности звука.
Ответ:
2.
Вопрос: Определите интенсивность данного звука.
Ответ: Как следует из представленной формулы:
3.
Вопрос: Укажите формулу для интенсивности механической волны.
Ответ:
4.
Вопрос: Вычислите амплитуду данной звуковой волны.
Ответ: Значения исходных данных задачи: ρ =1,29 кг/м3 ; ω=2·π·ν=6.28·103 1/с; c = 330 м/с.
43
Задача 6 При работе в рентгеновском кабинете персонал подвергается избыточному
облучению рентгеновскими лучами. Известно, что мощность экспозиционной дозы на
расстоянии 1 м от источника рентгеновского излучения составляет 0,1 Р/мин. Человек
находится в течение 6 часов в день на расстоянии 10 метров от источника. Какую
эквивалентную дозу облучения он получает при этом в течение рабочего дня?
1. Вопрос: Найти экспозиционную дозу, получаемую персоналом за 6 часов работы в
рентгеновском кабинете, находясь на расстоянии 1 м от источника излучения.
Ответ:
2. Вопрос: Как зависит мощность экспозиционной дозы в данной точке от расстояния до
источника излучения?
Ответ:
3.
Вопрос: Чему равна экспозиционная доза, полученная персоналом на расстоянии 10 м от
источника?
Ответ:
4. Вопрос: Как связаны экспозиционная, поглощенная и эквивалентная дозы?
Ответ:
Коэффициенты k и f принимаем равными единице.
5. Вопрос: Какую эквивалентную дозу получает персонал в течение 6 часов работы с
аппаратом?
Ответ: 0,36 бэр
Задача 7. При лечении опухолей используют радиоактивные препараты для
пролонгированного облучения опухолевых клеток. Активность радиоактивного препарата
изменяется со временем, поэтому врач должен оценить продолжительность возможного
облучения опухоли данным препаратом. В ампуле находится радиоактивный йод 131
53 I
активностью 100 мкКи. Чему будет равна активность препарата через сутки?
1.
Вопрос: Как изменяется активность радиоактивного препарата со временем?
A   N 0e  t
2.
Вопрос: Как связаны постоянная распада радиоактивного препарата и его период
полураспада?
ln 2
Ответ:  
T0,5
Ответ:
3. Вопрос: Вывести расчетную формулу для определения активности препарата через
сутки), учитывая, что время полураспада радиоактивного йода составляет 8 суток.
 N 0 e t
A1
A
A

 e
Ответ:
A2  1  1 1
  ( t 1)
ln 2
A2  N 0e
e
e8
4. Вопрос: Найти численное значение активности радиоактивного препарата через
сутки.
Ответ: A2=57,8 мкКи
- перечень тем рефератов:
1. Современные методы изучения структуры мембраны.
2. Исследование электрической активности головного мозга.
3. Особенности кровотока при сужении сосудов.
4. Фильтрационно- реабсорбционные процессы в капиллярах.
5. Биофизика необратимых процессов.
6. Виды физических полей человека, их источники.
7. Естественный радиационный фон Земли и последствия его
нарушения.
44
3. Оценочные средства для промежуточной аттестации студентов:
- перечень зачетных вопросов.
1. Биомембранология. Функции, модели, классификация биологических
мембран. Биофизические основы строения мембран.
2. Транспорт веществ через мембраны. Механизмы пассивного транспорта.
Математическое описание пассивного транспорта: уравнение Теорелла,
Фика, электродиффузионное уравнение Нернста-Планка.
3. Активный транспорт веществ через мембраны. Ионные насосы. Работа
калий - натриевого насоса.
4. Генерация мембранных потенциалов. Равновесный потенциал покоя.
Уравнение Гольдмана.
5. Проведение возбуждения. Особенности проведения нервного импульса в
миелизированных нервных волокнах.
6. Физические основы электрографии. Электрокардиография. Теория
Эйнтховена.
7. Импеданс биологической ткани, дисперсия импеданса переменному току.
Эквивалентные схемы живой ткани. Метод импедансной реографии.
8. Импульсные токи низкой частоты, их характеристики. Законы
раздражающего действия. Электростимуляция.
9. Действия ЭМП ВЧ, УВЧ, СВЧ диапазонов на биологические ткани.
Тепловые эффекты. Методы высокочастотной терапии.
10.Элементы биомеханики кровообращения. Гемодинамические показатели:
скорость и кровяное давление. Работа и мощность сердца.
11.Методы измерения скорости крови и кровяного давления. Ультразвуковой
метод определения скорости кровотока. Метод Короткова.
12.Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека. Сочленения и
рычаги. Подвижность биомеханизма.
13.Биофизика мышечного сокращения. Тонкая структура мышцы. Теория
скользящих нитей.
14.Режимы сокращения мышц. Абсолютная мышечная сила. Уравнение
Хилла. КПД мышечного сокращения.
15.Физические и физиологические характеристики звука. Закон ВебераФехнера. Звуковые методы в медицине.
16.Элементы биофизики слуха. Строение и функции отделов органа слуха
человека.
17.Строение и оптическая система глаза человека. Светопреломляющий
аппарат глаза человека.
18.Элементы биофизики зрения. Световоспринимающий аппарат глаза
человека. Механизм фоторецепции. Методы исследования зрения.
19.Способы теплообмена организма с окружающей средой. Уравнение
теплового баланса.
20.Виды работ в живых организмах. Первый закон термодинамики, его
применение к биосистемам. Энерготраты организма. Прямая и непрямая
калориметрии.
45
21.Радиоактивность.
Закон
радиоактивного
распада.
Активность.
Использование радионуклидов и нейтронов в медицине.
22.Ионизирующее излучение и его биологическое действие. Основы
дозиметрии.
-критерии оценки:
Итоговый контроль: зачет по дисциплине проводится в два этапа:
3. компьютерное тестирование;
4. устное собеседование.
Если студент выполнил правильно 70-100% итогового теста, то от
второго этапа освобождается.
Устное собеседование проводится только со студентами, которые
ответили правильно менее 70%.
5. Материалы для контроля остаточных знаний студентов
(АПИМ).
46