МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет
имени Н.Г. Чернышевского»
Балашовский институт (филиал)
УТВЕРЖДАЮ:
Директор БИ СГУ
доцент А.В. Шатилова
_________________
"10" ноября 2014 г.
Рабочая программа дисциплины
Нанотехнологии в медицине
Направление подготовки
201000 Биотехнические системы и технологии
Профиль подготовки
Биомедицинская инженерия
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Балашов
2014
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цель освоения дисциплины ____________________________________________3
2. Место дисциплины в структуре образовательной программы_____________3
3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе освоения дисциплины
____________________________________________________________________________3
Планируемые результаты обучения по дисциплине ____________________________ 4
4. Содержание и структура дисциплины __________________________________5
4.1. Объем дисциплины _____________________________________________________ 5
4.2. Содержание дисциплины ________________________________________________ 5
4.3. Структура дисциплины _________________________________________________ 5
5. Образовательные технологии, применяемые при освоении дисциплины ____6
Информационные технологии, используемые при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине __________________________________________ 6
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины ___________________________________7
Самостоятельная работа студентов по дисциплине _____________________________ 7
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации по дисциплине _________________________________________________________ 8
7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС ______________________9
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины _______11
Литература по курсу_______________________________________________________11
Основная литература ______________________________________________________________ 11
Дополнительная литература ________________________________________________________ 11
Интернет-ресурсы _________________________________________________________11
Программное обеспечение __________________________________________________12
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины ____________________12
2
1. Цель освоения дисциплины
Цель освоения дисциплины «Нанотехнологии в медицине» – формирование систематизированных знаний в области теории и практики исследования человеческого организма и воздействия на него с использованием нанотехнологичных элементов.
2. Место дисциплины
в структуре образовательной программы
Дисциплина относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла (Б3.В7).
Для освоения указанной дисциплины студент должен овладеть компетенциями,
знаниями и умениями, сформированными в результате освоения основных дисциплин
специальности, входящих в базовую и вариативную часть профессионального цикла,
таких как «Физика», «Биохимия», «Биофизические основы живых систем» базовой части
математического и естественнонаучного цикла, а также дисциплины «Моделирование
биологических процессов и систем», «Электротехника и электроника» базовой и
вариативной части профессионального цикла. В ходе изучения дисциплины происходит
обобщение знаний, полученных при освоении указанных курсов, показывается
взаимосвязь и взаимовлияние различных естественнонаучных дисциплин, реализуется
профессиональная направленность образовательного процесса.
Изучение дисциплины «Нанотехнологии в медицине»предшествует и необходимо
для изучения дисциплин вариативной части профессионального цикла «Современные
технические устройства в медицине», «Современные материалы и технологии в приборостроении».
3. Компетенции обучающегося,
формируемые в процессе освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
 способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
 готовностью учитывать современные тенденции развития электроники,
измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей
профессиональной деятельности (ПК-3);
 способностью владеть основными приемами обработки и представления
экспериментальных данных (ПК-5);
3


способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научнотехническую информацию по тематике исследования, использовать достижения
отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (IIK-6);
способностью осуществлять сбор и анализ медико-биологической инаучнотехнической информации, обобщать отечественный и зарубежный опыт в сфере
биотехнических систем и технологий, проводить анализ патентной литературы
(ПК-18).
Планируемые результаты обучения по дисциплине
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
– характеристики биологических систем;
– нанотехнологические разработки в области медицины, в стадии проверки и разработки на уровне идей;
– роль измерения в медико-биологической практике;
– источники погрешностей;
уметь:
– вскрывать физико-химические механизмы жизнедеятельности;
– применять законы физики для описания происходящих в биологических системах
процессов;
– осуществлять динамический и аналитический подход к изучению сложных систем и предсказания их поведения;
владеть:
– различными методами исследования и диагностики;
– навыками работы с программными средствами профессионального назначения;
– различными средствами коммуникации;
– способами совершенствования профессиональных знаний и умений путем использования образовательной среды БИСГУ;
– базовыми программными методами защиты информации при работе с компьютерными системами.
приобрести опыт:
– ознакомительного и изучающего чтения специальной литературы;
– применения простейших методов сбора эмпирического материала для изучения
электрических и электротехнических процессов и явлений (наблюдение, эксперимент,
теоретическое исследование;
– использования в профессиональной деятельности современных профессиональных баз данных и справочных систем.
4
4. Содержание и структура дисциплины
4.1. Объем дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа, из них:
– по очной форме обучения: 56 часа аудиторной работы (14 часов лекций и 42 часов практических занятий), 52 часа самостоятельной работы. Дисциплина изучается в 7
семестре, ее освоение заканчивается экзаменом (36 часов).
4.2. Содержание дисциплины
Нанотехнологии.
Наномедицина и нанопроекты. Нанотехнологии в медицине. Дезинфекция. ДНК
структуры. Нанофармакалогия. Медицинские применения сканирующей зондовой микроскопии.
Наноматериалы.
Наноботы. Нано- сенсоры и анализаторы. Наночастицы. Наноинструменты. Наноманипуляторы. Нанокапсулы. Респироциты. Клоттоциты. Адресная доставка лекарств.
Получение нанокапсул. Разрушение нанокапсул. Получение нанообъектов.
4.3. Структура дисциплины
Раздел дисциплины
Семестр
Неделя
семестра
Практическая
работа
Самостоятельная
работа
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и трудоемкость (в часах)
1
2
Раздел 1. Нанотехнологии
Наномедицина
3
7
4
1-7
5
52
6
8
7
20
8
24
9
7
1-2
12
2
4
6
Дезинфекция
7
2-3
12
2
4
6
Нанофармакология
7
4-5
14
2
6
6
Медицинские применения
сканирующей
зондовой микроскопии
7
6-7
14
2
6
6
Составление конспектов авторефератов
Составление конспектов авторефератов
Составление конспектов авторефератов
Выступление и отчет по рефератам
Всего часов
№
п/п
Лекции
Очная форма обучения
Формы текущего
контроля успеваемости (по неделям
семестра)
Формы промежуточной аттестации
(по семестрам)
5
Раздел 2. Наноматериалы
Наноботы
7
8-14
56
6
22
28
7
8-9
14
2
6
6
Наночастицы
7
9-10
14
2
6
6
Нанообъекты
7
11-12
16
2
6
8
Нанокапсулы
7
13-14
12
4
8
Промежуточная аттестация
Составление конспектов авторефератов
Составление конспектов авторефератов
Составление конспектов авторефератов
Выступление и отчет по рефератам
Экзамен
5. Образовательные технологии,
применяемые при освоении дисциплины
Традиционные образовательные технологии:
– лекции;
– практические занятия;
– семинарские занятия.
Активные и интерактивные формы занятий:
– проблемная лекция;
– занятия в форме конференций, дискуссий.
Информационные технологии, используемые
при осуществлении образовательного процесса по дисциплине
 Использование информационных ресурсов, доступных в информационнотелекоммуникационной сети Интернет (см. перечень ресурсов в п. 8 настоящей
программы).
 Составление и редактирование текстов при помощи текстовых редакторов.
 Создание электронных документов (компьютерных презентаций, электронных таблиц и графиков) по подготавливаемым рефератам.
Для обеспечения доступности обучения инвалидам и лицам с ограниченными возможностями здоровья учебные материалы могут быть адаптированы с учетом особых потребностей: в печатных материалах укрупнен шрифт, произведена замена текста аудиозаписью, использованы звуковые средства воспроизведения информации.
6
6. Учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Самостоятельная работа студентов по дисциплине
Задания для самостоятельного выполнения включают повторную проработку материалов лекционных, практических занятий с целью подготовки к итоговой аттестации по
дисциплине в виде экзамена.
В процессе изучения дисциплины по указанному курсу студент обязан выполнить
некоторые виды самостоятельных работ: написать реферат на выбранную из предложенного списка тему, представить его на практическом занятии; самостоятельно изучить
часть материалов в соответствии с программой.
Темы рефератов
1. Наномедицина.
2. Нанопроекты.
3. Нанотехнологии в медицине.
4. Дезинфекция.
5. ДНК структуры.
6. Нанофармакалогия.
7. Наноматериалы.
8. Наноботы.
9. Наносенсоры.
10. Наноанализаторы.
11. Наночастицы.
12. Медицинские применения сканирующей зондовой микроскопии.
13. Наноинструменты.
14. Наноманипуляторы.
15. Нанокапсулы.
16. Респироциты.
17. Клоттоциты.
18. Адресная доставка лекарств.
19. Получение нанокапсул.
20. Разрушение нанокапсул.
21. Получение нанообъектов.
22. Нанотрубки.
23. Наноточки.
24. Фуллерены.
25. Нанослои.
7
Оценочные средства
для текущего контроля успеваемости
и промежуточной аттестации по дисциплине
Практические задания составлены таким образом, что в них всегда содержится
констатация какого-либо факта, указание на предполагаемую гипотезу, в рамках которой
этот факт трактуется, а так же задание, которое требуется выполнить. Для успешного выполнения задания необходимо определить средства, которые могут понадобиться, а также
исходные данные, присутствующие в описании факта и гипотезы. Вид и форма результата
подразумеваются в задании, но, как правило, явно не указаны. Таким образом, при известных исходных данных и относительной определенности результата пути выполнения (решения) поставленного задания, то есть последовательность действий, которая при строгом
соблюдении всех шагов приведет от исходных данных к достоверному результату. Содержание практического или лекционного занятия при подготовке к которому используется задание, как правило, подразумевает некоторый стандартный алгоритм: при выполнении которого будет достигнут желаемый результат. Студенту необходимо строго ему
(этому алгоритму) следовать.
На практических занятиях проводится заслушивание рефератов по теме практического занятия. Каждый студент за время проведения практических занятий должен выступить с докладом по выбранному им реферату и задать как минимум два вопроса по выступлениям других студентов. Темы рефератов приведены в заданиях для самостоятельной работы. Реферат должен содержать не менее 10 страниц формата А4 в содержательной части, должно присутствовать введение с целями и задачами, заключение с краткими
выводами и список использованной при написании реферата литературы. Время выступления одного студента с ответами на вопросы 30-40 минут, на доклад отводится 10-30 минут.
Пример тестовых заданий.
001. Градиент концентрации ионов вещества и мембранный потенциал составляют градиент потенциала для этого вещества .
А. изотермического
Б. электрохимического
В. электрического
Г. изобарического
Д. химического
002. Перечислите основные функции биологических мембран .
А. Барьерная , механическая , матричная .
Б. Матричная , рецепторная , механическая .
В. Рецепторная , барьерная , механическая .
Г. Механическая , барьерная , электроизолирующая .
Д. Матричная , барьерная , электроизолирующая .
003. Белки , пронизывающие липидный бислой и контактирующие с водной средой с обеих сторон клеточной мембраны , называются ……. белками .
А. фибриллярными
Б. глобулярными
В. анулярными
Г. ионофорными
Д. трансмембранными
8
004. Перечислите названия основных молекулярных компонент биологических
мембран .
А. Ферменты , свободные радикалы , липиды .
Б. Белки , углеводы , липиды .
В. Ионы , нуклеиновые кислоты , вода .
Г. Фибриллы , глобулы , микротрубочки .
Д. Холестерин , фосфолипиды , углеводы .
005. Искусственные бислои , содержащие определенные липиды или смесь различных липидов , можно получить либо в форме сферических везикул (пузырьков ),
называемых ……. , либо в форме плоских бислоев , называемых …….. мембранами .
А. лизосомами ; монослойными липидными мембранами
Б. липомами ; монослойными липидными мембранами
В. липосомами ; бислойными липидными мембранами
Г. микросомами ; ' черными мембранами '
Д. лизосомами ; ' черными мембранами '
Вопросы к экзамену.
1. Наномедицина и нанопроекты.
2. Нанотехнологии в медицине.
3. Дезинфекция.
4. ДНК структуры.
5. Нанофармакалогия.
6. Наноматериалы.
7. Наноботы.
8. Нано- сенсоры и анализаторы.
9. Наночастицы.
10. Медицинские применения сканирующей зондовой микроскопии.
11. Наноинструменты.
12. Наноманипуляторы.
13. Нанокапсулы.
14. Респироциты.
15. Клоттоциты.
16. Адресная доставка лекарств.
17. Получение нанокапсул.
18. Разрушение нанокапсул.
19. Получение нанообъектов.
7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС
Очная форма обучения
1
Лекции
10
Таблица максимальных баллов по видам учебной деятельности
2
3
4
5
6
7
Лабораторные занятия
0
Практические занятия
Самостоятельная работа
Автоматизированное тестирование
40
10
0
Другие
виды
учебной
деятельности
0
Промежуточная аттестация
40
8
Итого
100
9
Программа оценивания учебной деятельности студента
Лекции
Посещаемость, опрос, активность и др. за один семестр – от 0 до 10 баллов.
Лабораторные занятия
Не предусмотрены.
Практические занятия
Контроль решения задач на практическом занятии. 1 решенная задача – 1-2 балла,
максимум – 40 баллов.
Самостоятельная работа
Подготовка 1 реферата и отчета по подготовленному реферату (доклад (от 0 до 3),
ответы на вопросы по реферату (от 0 до 3 баллов), оценка реферата по содержанию (от 0
до 4 баллов)). Максимально 10 баллов.
Автоматизированное тестирование
Не предусмотрено.
Другие виды учебной деятельности
Не предусмотрено.
Промежуточная аттестация
31-40 баллов – ответ на «отлично»
21-30 баллов – ответ на «хорошо»
11-20 баллов – ответ на «удовлетворительно»
0-10 баллов – неудовлетворительный ответ.
Таким образом, максимально возможная сумма баллов за все виды учебной деятельности студента за один семестр по дисциплине «Нанотехнологии в медицине» составляет 100 баллов.
Пересчет полученной студентом суммы баллов
по дисциплине «Нанотехнологии в медицине» в оценкуБаллы
Оценка
86–100 баллов
«отлично»
71–85 баллов
«хорошо»
51–70 баллов
«удовлетворительно»
50 баллов и меньше
«неудовлетворительно»
10
8. Учебно-методическое и информационное
обеспечение дисциплины
Литература по курсу
Основная литература
1. Колмаков А.Г. Основы технологий и применение наноматериалов [Электронный
ресурс]/ Колмаков А.Г., Баринов С.М., Алымов М.И.— Электрон. текстовые данные.—
М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012.— 208 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/24414.—
ЭБС «IPRbooks»
Дополнительная литература
1. Старостин В.В. Материалы и методы нанотехнологии: Учебное пособие / Под
общ. редакцией Л.Н. Патрикеева. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 431 с.
2. Афонский А.А. Электронные измерения в нанотехнологиях и в
микроэлектронике [Электронный ресурс]/ Афонский А.А., Дьяконов В.П.— Электрон.
текстовые данные.— М.: ДМК Пресс, 2011.— 688 c.— Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/7747.— ЭБС «IPRbooks»
3. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии [Электронный
ресурс]: учебное пособие/ Гусев А.И.— Электрон. текстовые данные.— М.:
ФИЗМАТЛИТ, 2009.— 416 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/12979.— ЭБС
«IPRbooks»
Интернет-ресурсы
1. Зональная научная библиотека [Электронный ресурс]. – URL:
http://www.sgu.ru/library
2. Электронные учебники [Электронный ресурс]. – URL: http://www.libedu.ru/
3. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов [Электронный ресурс]. –
URL: http://scool-collection.edu.ru
4. Единое окно доступа к образовательным ресурсам [Электронный ресурс]. – URL:
http://window.edu.ru
5. Издательство «Лань» [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система.
– URL: http://e.lanbook.com/
6. Издательство «Юрайт» [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система. – URL: http://biblio-online.ru
7. Руконт [Электронный ресурс]: межотраслевая электронная библиотека. – URL:
http://rucont.ru
8. eLIBRARY.RU [Электронный ресурс]: научная электронная библиотека. – URL:
http://www.elibrary.ru
9. ibooks.ru [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система. – URL:
http://ibooks.ru
10. Znanium.com [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система. – URL:
http://znanium.com
11. Российский форум о нанотехнологиях[Электронный ресурс]. – URL:
http://www.rusnanoforum.ru
12. Новости нано [Электронный ресурс]. – URL: http://www.nanonews.net
11
Программное обеспечение
1. Пакетпрограмм Microsoft Office: Word и Exсel.
2. Пакетпрограмм Open Office: Writer и Calc.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 Учебные аудитории, оборудованные комплектом мебели, доской.
 Комплект проекционного мультимедийного оборудования.
 Специально оборудованные лаборатории №202, №303, №302, для проведения
практических занятий: видеопроектор, интерактивная доска, компьютер, обычная
доска, пластиковая доска;
 Компьютерные классы (аудитории №№ 24, 25).
Рабочая программа дисциплины «Нанотехнологии в медицине» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению подготовки 201000 «Биотехнические
системы и технологии» (квалификация (степень) «бакалавр») и требованиями приказа
Министерства образования и науки РФ № 1367 от 19.12.2013 г. о порядке организации и
осуществления образовательной деятельности по образовательным программам высшего
образования – программам бакалавриата, программам специалитета, программам магистратуры.
Программа разработана в 2011 г. (одобрена на заседании кафедры физики и информационных технологий, протокол №7 от 29 августа 2011 г.)
Программа актуализирована в 2014 г. (одобрена на заседании кафедры физики и
информационных технологий, протокол № 2 от «16» октября 2014 года).
Автор:
канд. физ.-мат. наук
Сорокин А. Н.
Зав. кафедрой физики
и информационных технологий
канд. пед. наук, доцент
Сухорукова Е.В.
Декан факультета математики,
экономии и информатики
канд. пед. наук, доцент
Кертанова В. В.
12