МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Математические методы в биологии

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра ботаники
Направление подготовки06.03.01. Биология
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план06_03_01_Биология-3-2019
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 44
самостоятельная работа 64
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 15
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 20 20 20 20
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 64 64 64 64
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.б.н., доц., Ваганов А.В.

Рецензент(ы):
д.б.н., проф., Соколова Г.Г.

Рабочая программа дисциплины
Математические методы в биологии

разработана в соответствии с ФГОС:
ФГОС ВО по направлению подготовки - 06.03.01 «Биология» (уровень бакалавриата), утвержденный приказом Министерства образования и науки РФ «07» августа 2014 г. № 944

составлена на основании учебного плана:
06.03.01 Биология
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра ботаники

Протокол от 30.08.2019 г. № 1
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
Силантьева М.М.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра ботаники

Протокол от 30.08.2019 г. № 1
Заведующий кафедрой Силантьева М.М.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Целью освоения учебной дисциплины математические методы в биологии является формирование у студентов умения и навыки прикладного использования информации полученной в результате биологических исследований.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б.03

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 способностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- понятие информационных технологий;
- понятие предачи, обработки и накопления информации;
- виды информационных технологий и разновидности информационных компьютерных технологий.
3.2.Уметь:
3.2.1.- осуществлять выбор необходимого вида программы для выполнения конкретных задач в своей профессиональной деятельности;
- применять информационные технологии для достижения практических целей;
- использовать возможности сети Интернет для организации своей исследовательской научной работы.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- способами защититы персонального компьютера;
- способами обеспечения бесперебойной работы компьютера;
- практическими навыками работы с библиографическими списками.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение в биометрию
1.1. Введение в биометрию. История биометрии. Биометрия и биоинформатики (вычислительная биология). Сбор и первичная обработка данных. Лекции 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
1.2. Обзор разновидностей программных сред для обработки статистических данных. Лабораторные 3 6 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
Раздел 2. Описательная статистика
2.1. Основные понятия биометрии. Лекции 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
2.2. Средние величины. Ошибка средней арифметической. Среднее квадратическое отклонение. Дисперсия, медиана, мода выборки. Лабораторные 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
Раздел 3. Корреляционный анализ
3.1. Функциональная зависимость и корреляция. Разновидности корреляционных связей. Коэффициент корреляции и его вычисление. Лекции 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
3.2. Связь корреляционного и регрессионного анализов. Множественная и частная корреляция. Лабораторные 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
3.3. Статистические методы моделирования связи. Сам. работа 3 14 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
Раздел 4. Регрессионный анализ
4.1. Линейная регрессия. Коэффициент регрессии. Лекции 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1
4.2. Степени достоверности линии регрессии и коэффициента регрессии. Криволинейная регрессия. Лабораторные 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1
4.3. Полиномиальная регрессия. Множественная линейная регрессия. Связь между коэффициентами регрессии и корреляции. Сам. работа 3 16 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1
Раздел 5. Дисперсионный анализ
5.1. Дисперсионный анализ Лекции 3 4 ОПК-1
5.2. Доказательство эффективности дисперсионного анализа. Лабораторные 3 2 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1
5.3. Двухфакторный дисперсионный анализ. Сам. работа 3 16 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1
Раздел 6. Профильные математические методы
6.1. Сравнительный анализ флор по мерам включения по Сёмкину. Графические методы анализа матриц включения и сходства. Лекции 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1
6.2. Построение дендрограммы методом усредненного среднего арифметического связывания. Лабораторные 3 4 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1
6.3. Оценка видового сходства биоценозов. Индексы видового богатства и модели видового обилия. Геометрический и логарифмический ряды. Модель разломанного стержня. Сам. работа 3 18 ОПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
См. Приложение "Фонд оценочных средств"
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
См. Приложение "Фонд оценочных средств"
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
См. Приложение "Фонд оценочных средств"

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. В 2-х частях. Часть 2: учебник СПб. : Лань, 2021 e.lanbook.com
Л1.2 Дронов, Сергей Вадимович Математическая статистика: учеб. пособие Барнаул : Изд-во АлтГУ, 2016 elibrary.asu.ru
Л1.3 Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. В 2-х частях. часть 1: учебник СПб.: Лань, 2022 e.lanbook.com
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Шмидт В.М Математические методы в ботанике: учеб. пособие Л.: изд-во Ленингр. Ун-та, 1984
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Биометрика www.biometrica.tomsk.ru
Э2 Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова Биологический факультет Кафедра биофизики www.biophys.msu.ru
Э3 bioinformatics.ru/Bioinformatics and data analysis bioinformatics.ru
Э4 Курс в Moodle "Математические методы в биологии и экологии" portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
ОС «Windows»; Microsoft Office, 7-Zip, AcrobatReader, Chrome
6.4. Перечень информационных справочных систем
ИБС "Университетская библиотека on-line"
Научная электронная библиотека http://www.e-library.ru
МБЦ Scopus [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.scopus.com. – Загл. с экрана.
НБЦ НЭБ "Elibrary" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://elibrary.ru/authors.asp. – Загл. с экрана.
Академия Google [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://scholar.google.ru/. – Загл. с экрана.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
106Л помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Стеллажи – 3 шт. осциллограф, паяльная станция, источник тока, переносные ноутбуки
119Л абонемент и читальный зал научной литературы фен – помещение для самостоятельной работы Учебная мебель на 44 посадочных места; компьютер; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
203Л лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 14 посадочных мест; компьютеры: марка ASUS модель i5-6500 - 14 единиц
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Приступая к изучению дисциплины, студент должен ознакомиться с содержанием, рабочей программы дисциплины «Математические методы в биологии».
Дисциплина «Математические методы в биологии» включает несколько видов занятий, которые в совокупности обеспечивают её усвоение, это: лекции, лабораторные занятия и самостоятельная работа.
Во время лекций студент получает систематизированные научные знания о предмете «Математические методы в биологии». Изучая и прорабатывая материал лекций, студент должен повторить законспектированный материал и дополнить его по теме литературными данными, используя список предложенных в РПД источников.
Важным элементом обучения студента является самостоятельная работа. Задачами самостоятельной работы является приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы на основании анализа текстов литературных источников и применения различных методов исследования; выработка умения самостоятельно и критически подходить к изучаемому материалу.
Работа с учебной и научной литературой является главной формой самостоятельной работы и необходима при подготовке к текущему контролю знаний или промежуточной аттестации. Она включает проработку лекционного материала, а также изучение рекомендованных источников и литературы по тематике лекций. При самостоятельном изучении теоретической темы студент, используя рекомендованные в РПД литературные источники и электронные ресурсы, должен ответить на контрольные вопросы или выполнить задания, предложенные преподавателем.
Практические занятия проводятся с целью углубления и закрепления знаний, полученных на лекциях, в также, в ходе самостоятельной работы. При подготовке к практическому занятию студенту необходимо повторить лекционный материал по заданной теме; изучить теоретический материал, рекомендованный преподавателем, продумать ответы на контрольные вопросы.
Конспекты научной литературы при самостоятельной подготовке к занятиям должны быть выполнены также аккуратно, содержать ответы на каждый поставленный в теме вопрос, иметь ссылку на источник информации с обязательным указанием автора, названия и года издания используемой научной литературы. Конспект может быть опорным (содержать лишь основные ключевые позиции), но при этом позволяющим дать полный ответ по вопросу, но может быть и подробным. Объем конспекта определяется самим студентом.
В процессе работы с учебной и научной литературой студент может: делать записи по ходу чтения в виде простого или развернутого плана (создавать перечень основных вопросов, рассмотренных в источнике); составлять тезисы (цитирование наиболее важных мест статьи или монографии, короткое изложение основных мыслей автора); готовить аннотации (краткое обобщение основных вопросов работы); создавать конспекты (развернутые тезисы).
В течение семестра проводится текущий контроль знаний и промежуточная аттестация студентов. Текущий контроль осуществляется на каждом практическом занятии в виде фронтального, выборочного, группового или индивидуального опроса в устной или письменной форме с целью проверки формирования компетенций, изложенных в ФОС.
Промежуточная аттестация осуществляется по завершению изучения дисциплины в форме зачета.
Преподаватель может досрочно освобождать от промежуточной аттестации студента с выставлением автоматической оценки за проявленное усердие при освоении дисциплины или по итогам учета показателей балльно-рейтинговой системы.