SUBJECT CARD. Lecture Classes Laboratory Project Seminar. Examination / crediting with grade* 0,6 2

Transkrypt

1 Zał. nr 4 do ZW 64/01 FACULTY OF FUNDAMETAL PROBLEMS OF TECHNOLOGY Name in Polish: SUBJECT CARD METODY NUMERYCZNE W BIOMECHANICE Name in English NUMERICAL METHODS IN BIOMECHANICS Main field of study (if applicable): BIOMEDICAL ENGINEERING Specialization (if applicable): BIOMECHANICAL ENGINEERING Level and form of studies: 1st/ nd* level, full-time / part-time* Kind of subject: obligatory / optional / university-wide* Subject code ARM0050W, ARM0050P Group of courses YES / NO* Number of hours of organized classes in University (ZZU) Number of hours of total student workload (CNPS) Form of crediting Examination / crediting with grade* Lecture Classes Laboratory Project Seminar Examination / crediting with grade* Examination / crediting with grade* Examination / crediting with grade* For group of courses mark (X) final course Number of ECTS points 1 including number of ECTS points for practical (P) classes including number of ECTS points for direct teacher-student contact (BK) classes *delete as applicable 0,6 Examination / crediting with grade* PREREQUISITES RELATING TO KNOWLEDGE, SKILLS AND OTHER COMPETENCES 1. Biomechanical Engineering (MDM000146W) \ SUBJECT OBJECTIVES C1 Acquire the knowledge about theoretical principles of finite element method (FEM). C. Acquire the knowledge and skills to practical use FEM to analyze the state of strain and stress in structures (implants) and parts of the skeleton..

2 SUBJECT EDUCATIONAL EFFECTS relating to knowledge: PEK_W01 The student has a basic knowledge of the finite element method (FEM). PEK_W0 It has a well-established knowledge of the principles of numerical modeling engineering and biomechanical objects and define the boundary conditions for such a model. relating to skills: PEK_U01 Able to develop a numerical models of simple engineering structures and elements of bone system. PEK_U0 Able to perform FEM and to analyze the results obtained in the Ansys software. relating to social competences: PEK_K01 Is aware of the role of the engineer in the development of civilization. PEK_K0 Is aware of and understands the importance and impact of non-technical aspects of an engineer activity and understands the consequent responsibility for their decisions. PROGRAMME CONTENT Form of classes - lecture Number of hours Lec 1 Theoretical basis of FEM Lec Determination of the basic equations of the finite element method and its form in biomedical engineering tasks Lec Classification of finite elements, determine stiffness matrix, the use of different types of elements in models of anatomical elements Lec 4 Methods for solving systems of equations in tasks finite element method Lec 5 Error analysis and convergence solutions Lec 6 Verification of calculation results Lec 7 Examples of the application of the finite element method in the analysis of biomedical engineering topics Total hours 15 Form of classes - project Proj 1 Task 1 - Modeling of flat elements. Creating a geometry of simple two-dimensional component, the choice of finite element type, model discretization. Proj Defined material constants and boundary conditions. Setting parameters for the evaluation module. Analysis of the results of calculations. Proj Task Modeling of simple three-dimensional component. Develop assumptions for the construction of three-dimensional numerical model of the system: ZESPOL fixator - bone fragment. Identification of the actual geometry and loading scheme. Proj 4 Task. Determination of the simplifications adopted in the model and the substantive justification. Create the geometry of the stabilizer plate. Writing procedures for generating geometry. Number of hours

3 Proj 5 Task. Create the bone screw geometry. The development of the concept of joint the stabilizer plate and screws. Proj 6 Task. Create the bone fragments geometry. The development of the concept of joint the bone fragment and screws. Discretization of the model. Proj 7 Task. Defining the boundary conditions for the model: a stabilizer ZESPOL bone fragments. Perform calculations for the selected load conditions. Proj 8 Task. Continuation of calculation. Case study of the results of calculations, determine the values of stress and strain in the analyzed model. Proj 9 Task - modeling of geometrically complex components, implants, bone - joint system (individual goals for each student). Case study assumptions for the construction of three-dimensional numerical model of the selected implant. Identification of the actual geometry of the implant, surface topography, the type of material, as well as the functionality of the various parts of the implant. Develop strategies for building the model.. Proj 10 Task. Determination of the simplifications adopted in the model and the substantive reasons. Determination of size, type and value of the load, the set of mechanical parameters provided to analysis. Writing procedures for geometry generating. Proj 11 Task. Continuation of work on the geometrical model of implant. Proj 1 Task. Continuation of work on the geometrical model of implant. Proj 1 Task. Select the type of finite element. Geometry model for finite element mesh partition, mesh density variation, the optimization of the grid. Proj 14 Task. Defining the boundary conditions for the developed model. FEM calculations for the selected load conditions. Proj 15 Task. Case study of the results of calculations, determine the values of stress and strain in a global model, determine the values of the analyzed parameters in the indicated sections. Conclusions formulate. Total hours 0 TEACHING TOOLS USED N1. Multimedia presentation. N. Computer and software Ansys. EVALUATION OF SUBJECT EDUCATIONAL EFFECTS ACHIEVEMENT (Lecture) Oceny F formująca (w trakcie semestru), P Numer efektu Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia

4 podsumowująca (na koniec semestru) F1 P = F1 kształcenia PEK_W01 PEK_W0 Mark of colloquium. EVALUATION OF SUBJECT EDUCATIONAL EFFECTS ACHIEVEMENT (Project) Evaluation (F forming (during semester), P concluding (at semester end) F1 F F P=1/5F1 + 1/5F + /5F Educational effect number PEK_W0 PEK_U01 PEK_K01 PEK_W01 PEK_W0 PEK_U01 PEK_U0 PEK_K01 PEK_K0 PEK_W01 PEK_W0 PEK_U01 PEK_U0 PEK_K01 PEK_K0 Way of evaluating educational effect achievement Mark of task 1. Mark of task. Mark of task. PRIMARY AND SECONDARY LITERATURE PRIMARY LITERATURE: [1] Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T., Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych. Ofic. Wyd. PWr., Wrocław 000 (in Polish). [] Rusiński E., Metoda elementów skończonych. WKŁ, Warszawa 1994 (in Polish). SECONDARY LITERATURE: [1] Zagrajek T., Krzesiński G., Marek P., Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji. Ćwiczenia z zastosowaniem systemu ANSYS. Ofic. Wyd. PW, Warszawa 005 (in Polish). SUBJECT SUPERVISOR (NAME AND SURNAME, ADDRESS) Dr. Eng. Jarosław Filipiak, jaroslaw.filipiak@pwr.wroc.pl

5 MATRIX OF CORRELATION BETWEEN EDUCATIONAL EFFECTS FOR SUBJECT Numerical Methods in Biomechanics AND EDUCATIONAL EFFECTS FOR MAIN FIELD OF STUDY Biomedical Engineering AND SPECIALIZATION: Biomechanical Engineering Subject educational effect Correlation between subject educational effect and educational effects defined for main field of study and specialization (if applicable)** Subject objectives*** Programme content*** Teaching tool number*** PEK_W01 (knowledge) K1IBM_W09_S1BIN C1 Lec 1-Lec 7 N1 PEK_W0 K1IBM_W11_S1BIN C1, C Lec 1-Lec 7 Proj 1 - Proj 15 N1, N PEK_U01 (skills) K1IBM_U14_S1BIN C1, C Proj 1 - Proj 15 N1, N PEK_U0 K1IBM_U15_S1BIN C1, C Proj 1 - Proj 15 N1, N PEK_K01 (competences) K1IBM_K07 C1, C Proj 1 - Proj 15 N1, N PEK_K0 K1IBM_K0 C1, C Proj 1 - Proj 15 N1, N ** - enter symbols for main-field-of-study/specialization educational effects *** - from table above

6 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim : METODY DOŚWIADCZALNE I NUMERYCZNE W BIOMECHANICE Nazwa w języku angielskim: NUMERICAL AND EXPERIMENTAL METHODS IN BIOMECHANICS Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu ARM01501L Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia zaliczenie na Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Zaliczone kursy: 1. Biomechanika Inżynierska (MDM000146W).. Projektowanie konstrukcji mechanicznych 1 (MMM010154L).. Biomateriały (MDM010147W). 4. Metody numeryczne w biomechanice (ARM0050W, ARM0050L). \ CELE PRZEDMIOTU C1 Uzyskanie wiedzy i umiejętności pozwalających na praktyczne zastosowanie MES do analizy stanu odkształcenia i naprężenia w elementach konstrukcyjnych (implantach) i elementach układu kostnego. C Uzyskanie wiedzy i umiejętności w zakresie walidacji modeli numerycznych. *niepotrzebne skreślić

7 PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK-W01 Ma wiedzę o metodzie elementów skończonych (MES). PEK-W0 Ma ugruntowaną wiedzę o zasadach tworzenia modeli numerycznych układów: implant elementy układu kostnego oraz definiowania warunków brzegowych dla takich modeli. PEK-W0 Zna techniki walidacji modeli numerycznych. Z zakresu umiejętności: PEK-U01 Potrafi opracować modele numeryczne elementów konstrukcyjnych implantów i fragmentów układu kostnego. PEK-U0 Potrafi przeprowadzić weryfikację modelu numerycznego. PEK-U0 Potrafi przeprowadzić obliczenia MES i dokonać analizy wyników uzyskanych w programie Ansys. Z zakresu kompetencji społecznych: PEK-K01 Ma świadomość roli inżyniera w rozwoju cywilizacyjnym. PEK-K0 Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera i rozumie związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - Laboratorium Liczba godzin La1 Opracowanie założeń do budowy trójwymiarowego modelu numerycznego wskazanego układu: implant fragment układu kostnego. Identyfikacja geometrii rzeczywistego implantu, topografii powierzchni, rodzaju materiału, a także funkcjonalności poszczególnych fragmentów implantu. Opracowanie strategii budowy modelu. La Określenie uproszczeń przyjętych w modelu i ich uzasadnienie merytoryczne. Określenie wymiarów, rodzaju i wartości obciążenia, zbioru parametrów mechanicznych przewidzianych do analizy. Tworzenie geometrii implantu. La Kontynuacja prac nad modelem geometrycznym implantu. La4 Kontynuacja prac nad modelem geometrycznym implantu. La5 Kontynuacja prac nad modelem geometrycznym implantu. La6 Wybór typu elementu skończonego. Podział geometrii modelu na siatkę elementów skończonych, zróżnicowanie gęstości siatki, optymalizacja siatki. La7 Kontynuacja prac nad optymalizacją dyskretyzacji modelu. La8 Zdefiniowanie warunków brzegowych dla opracowanego modelu Przeprowadzenie wstępnych obliczeń MES w celu uzyskania wyników do walidacji modelu. Prezentacja wyników prac nad modelem. La9 Określenie parametru mechanicznego (przemieszczenie, odkształcenie), na podstawie którego prowadzona będzie walidacja modelu. Wybór doświadczalnej metody pomiarowej do weryfikacji modelu (spośród metod badawczych stosowanych w laboratorium ZIBiME). Sformułowanie założeń do budowy stanowiska pomiarowego. La10 Konfiguracja stanowiska pomiarowego, zamontowanie badanego modelu fizycznego układu: implant fragment układu kostnego na stanowisku. La11 Przeprowadzenie badań, wyznaczenie wartości analizowanego parametru dla przyjętych warunków obciążenia. Opracowanie wyników badań. La1 Walidacja modelu numerycznego. Porównanie wyników uzyskanych ze wstępnych symulacji MES i badań doświadczalnych. Określenie stopnia rozbieżności uzyskanych wyników. Analiza czynników związanych z modelem numerycznym, które mogą mieć wpływ na poprawę zbieżności

8 uzyskanych wyników. La1 Wprowadzenie modyfikacji do modelu numerycznego i sprawdzenie ich wpływu na zbieżność uzyskanych wyników z wynikami eksperymentu. La14 Kontynuacja prac na modyfikacją modelu. La15 Opracowanie finalnej postaci modelu numerycznego układu: implant fragment układu kostnego. Prezentacja końcowa osiągniętych wyników. Suma godzin 0 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. Komputer, oprogramowanie Ansys. OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) F1 F P = 1/F1 + /F Numer efektu kształcenia PEK_W01 PEK_W0 PEK_U01 PEK_K01 PEK_K0 PEK_W01 PEK_W0 PEK_W0 PEK_U01 PEK_U0 PEK_U0 PEK_K01 PEK_K0 Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia Prezentacja wyników prac nad modelem numerycznym (prezentacja na forum grupy). Prezentacja końcowa osiągniętych wyników (prezentacja na forum grupy). LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T., Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych. Ofic. Wyd. PWr., Wrocław, 000. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: Czasopisma (e-czasopisma, BG, PWr): Journal of Biomechanics, Clinical Biomechanics OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Dr inż. Jarosław Filipiak, jaroslaw.filipiak@pwr.wroc.pl

9 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Metody doświadczalne i numeryczne w biomechanice Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna I SPECJALNOŚCI Biomechanika Inżynierska Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy) Cele przedmiotu** Treści programowe** Numer narzędzia dydaktycznego** PEK_W01 K1IBM_W09_S1BIN C1 La1-La15 N1 (wiedza) PEK_W0 K1IBM_W09_S1BIN C1 La1-La15 N1 PEK_W0 K1IBM_W11_S1BIN C La8-La15 N1 PEK_U01 K1IBM_U14_S1BIN C1 La1-La15 N1 (umiejętności) PEK_U0 K1IBM_U14_S1BIN C1, C La8-La15 N1 PEK_U0 K1IBM_U16_S1BIN C1, C La1-La15 N1 PEK_K01 K1IBM_K07 C1, C La1-La15 N1 (kompetencje) PEK_K0 K1IBM_K0 C1, C La1-La15 N1 ** - z tabeli powyżej

10 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim BIOCHEMIA Nazwa w języku angielskim BIOCHEMISTRY Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA, OPTYKA BIOMEDYCZNA, BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu CHC0001W, CHC0001L Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium zaliczenie na Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 1 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom 1 o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1,5 0,7 *niepotrzebne skreślić WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Znajomość podstaw chemii i biologii. Zaliczone kursy z Fizykochemii materiałów oraz Biologii z elementami mikrobiologii. 1

11 CELE PRZEDMIOTU C1 Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami biochemii białek (relacje struktura - funkcja, enzymy strategie regulacyjne i katalityczne ) i węglowodanów (lipidy i błony biologiczne, kanały i pompy błonowe), a także mechanizmami rządzącymi szlakami przekazywania sygnałów biologicznych C Zapoznanie z podstawami teoretycznymi technik pracy z biocząsteczkami, uzyskanie podstawowej wiedzy o kinetyce reakcji enzymatycznych, uzyskanie wiedzy o błonach biologicznych, pompach błonowych i kanałach błonowych, poznanie podstawowych pojęć i organizacji metabolizmu, zapoznanie z podstawową wiedzą dotyczącą budowy kwasów nukleinowych, metod biologii molekularnej i przekazywania informacji genetycznej C Zapoznanie z podstawowymi technikami pracy z białkami i DNA (oznaczanie stężenia, czystości preparatów, izolacja DNA, rozdzielanie białek, wyznaczanie masy cząsteczkowej) PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 Zna podstawowe elementy budowy białek i poziomy organizacji ich struktury. Ma podstawową wiedzę o technikach izolacji, oczyszczania i opisu białek. Rozumie zasady fałdowania łańcucha peptydowego. Umie opisać mechanizm funkcjonowania białka nieenzymatycznego na przykładzie hemoglobiny. Ma podstawowe wiadomości o kinetyce enzymatycznej. Ma wiedzę o sposobach regulacji aktywności enzymów i mechanizmach katalizy enzymatycznej. Zna podstawowe pojęcia budowy i własności błon biologicznych. Poznaje zasady regulacji metabolizmu i sposoby przekazywania sygnałów biologicznych. Poznaje podstawowe procesy związane z przekazywaniem informacji genetycznej. Ma wiedzę dotyczącą fizjologii molekularnej i udziału w nich białek G. Ma wiedzę dotyczącą funkcjonowania motorów molekularnych. Z zakresu umiejętności: PEK_U01 Umie wyznaczyć parametry kinetyczne enzymu (K m i V max ). Umie zinterpretować profile elucji po rozdziale chromatograficznym białek technikami kolumnowymi; dobrać odpowiedni żel, zaprojektować warunki rozdziału. Potrafi zinterpretować elektroforogramy SDS-PAGE białek. Potrafi wyliczyć podstawowe parametry opisujące własności białka: pk, pi, masę cząsteczkową, optimum ph i temperatury, w oparciu o dane eksperymentalne. Potrafi wyizolować DNA z materiału biologicznego i wyznaczyć temperaturę topnienia DNA. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Liczba godzin Wy1 Wstęp. Wiązania chemiczne w biochemii. Entropia i zasady termodynamiki. Struktura i funkcja białek: aminokwasy, struktura pierwszorzędowa Wy Struktura i funkcja białek: c.d. struktura drugorzędowa, struktura trzeciorzędowa, struktura czwartorzędowa, doświadczenie Anfinsena, fałdowanie łańcucha polipeptydowego Wy Poznawanie białek oczyszczanie i wstępny opis białek metody chromatograficzne, wirowanie, testy aktywności, ocena wydajności oczyszczania i stopnia oczyszczenia, elektroforeza w żelu poliakrylamidowym, sekwencjonowanie białek - degradacja Edmana, spektrometria mas Wy4 Poznawanie białek c.d. metody immunologiczne w badaniach białek, synteza peptydów na stałym podłożu, oznaczanie struktury przestrzennej białek spektroskopia NMR, krystalografia rentgenowska, poznawanie proteomu Wy5 Hemoglobina portret białka w działaniu efekt allosteryczny, regulacja przez BPG, wpływ ph i CO, efekt Bohra, anemia sierpowata Wy6 Enzymy podstawowe pojęcia i kinetyka: kofaktory, klasyfikacja, energia

12 swobodna, a spontaniczność reakcji, centrum aktywne, stan przejściowy reakcji enzym-substrat, znaczenie wartości K m i V mav, kryterium k kat /K m, model Michaelisa-Menten, modele hamowania: inhibicja kompetycyjna i niekompetycyjna, inhibitory nieodwracalne, przeciwciała katalityczne, penicylina, witaminy Wy7 Strategie katalityczne, strategie regulacyjne proteazy, enzymy restrykcyjne, kaskada krzepnięcia krwi, modyfikacje kowalencyjne, specyficzna proteoliza, Wy8 Lipidy i błony biologiczne składniki, cechy dwuwarstw, model płynnej mozaiki, błony w komórkach eukariotycznych, kanały i pompy błonowe bierny i aktywny transport, ATPazy, oporność wielolekowa, białka transportujące II rzędu,technika patch-clamp, kanały bramkowane potencjałem, połączenia szczelinowe Wy9 Szlaki przekazywania sygnałów biologicznych receptory 7TM, białka G, cząsteczki sygnałowe, wady szlaków sygnalizacyjnych. Metabolizm podstawowe pojęcia i organizacja sprzężenie reakcji, strategie Wy10 regulacyjne, ewolucja szlaków Wy11 DNA, RNA - przepływ informacji genetycznej, poznawanie genów i genomów Wy1 Biosynteza białka budowa i funkcja rybosomów, etapy translacji Wy1 Systemy czucia receptory węchowe, smakowe, fotoreceptory (rodopsyna) Motory molekularne miozyny, kinezyny, dyneiny; skurcz mięśnia, ruch wici Wy14 bakterii Wy15 Kolokwium zaliczeniowe Suma godzin 0 La1 Forma zajęć - laboratorium 1) Zajęcia wstępne, omówienie zasad BHP, omówienie organizacji ćwiczeń, zasady pipetowania, zasady posługiwania się aparaturą spektrofotometry, wirówki, aparat do elektroforezy PAGE, oznaczanie stężenia białka Liczba godzin La Kinetyka enzymatyczna La Chromatografia żelowa La4 Wpływ temperatury na aktywność enzymów La5 Wpływ ph na aktywność enzymów La6 Preparacja DNA La7 Miareczkowanie aminokwasów i białek La8 Elektroforeza białek La9 Krzywa topienia DNA La10 Oznaczanie stężenia białka metodą Bradford Suma godzin 0 1) UWAGA! Studenci wykonują cztery ćwiczenia z podanych powyżej (-10) w trybie trzy godziny/tydzień przez cztery kolejne tygodnie. STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. Wykład z prezentacją multimedialną N. Ćwiczenia laboratoryjne OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) Numer przedmiotowego efektu kształcenia Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia

13 F1 PEK_W01 Kolokwium na ocenę F PEK_U01 Oceny z ćwiczeń laboratoryjnych P = F1 wykład ocena z kolokwium P = F laboratorium średnia ocen F P(wykład) =,0 jeżeli = 60,0 70,0 pkt.,5 jeżeli = 70,1 75,0 pkt. 4,0 jeżeli = 75,1 80,0 pkt. 4,5 jeżeli = 80,1 85,0 pkt. 5,0 jeżeli = 85,1 90,0 pkt. 5,5 jeżeli = 90,1 100,0 pkt. LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Stryer, L., Biochemistry. W.H. Freeman and Co., New York 01 [] Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Stryer, L., Biochemia. PWN S.A., Warszawa 005/6 (tłum. 6 wydania amerykańskiego) LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Gumport, R.I., Deis, F.H., Gerber, N.C., Koeppe II, R., Student Companion to Accompany Biochemistry, seventh edition, WH, Freeman 01 [] Voet, D., Voet, J.G., Biochemistry. Wiley & Sons, Inc., rd edition. OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) dr hab. inż. Piotr Dobryszycki, prof. PWr piotr.dobryszycki@pwr.wroc.pl 4

14 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Biochemia Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna I SPECJALNOŚCI: Elektronika Medyczna, Optyka Biomedyczna, Biomechanika Inżynierska Przedmiotowy efekt kształcenia PEK_W01 (wiedza) PEK_U01 (umiejętności) Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** K1IBM_W01 K1IBM_W0 K1IBM_U08 K1IBM_U09 Cele przedmiotu *** Treści programowe *** Narzędzia dydaktyczne *** C1, C Wy1 - Wy14 N1 C La1 - La10 N ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia *** - odpowiednie symbole z tabel powyżej 5

15 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim FIZYKOCHEMIA MATERIAŁÓW Nazwa w języku angielskim PHYSICO-CHEMISTRY OF MATERIALS Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA, OPTYKA BIOMEDYCZNA, BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu CHP001004W, CHP001004C Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia zaliczenie na Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 1 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne skreślić 1 1,5 0,8 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Chemia, poziom podstawowy, liceum \ CELE PRZEDMIOTU C1 Przedstawienie podstawowej wiedzy na temat budowy materii C Podstawowa wiedza na temat związku budowy materii a właściwościami fizykochemicznymi. C Umiejętność powiązania fizykochemicznych właściwości materii ze strukturą molekularną C4 Umiejętność podstawowych obliczeń fizykochemicznych 1

16 PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 Ma podstawową wiedzę w zakresie budowy materii i kinetyki chemicznej PEK_W0 Ma podstawową wiedzę ogólną na temat fizykochemicznych właściwości materiałów Z zakresu umiejętności: PEK_U01 Umie wykonać podstawowe obliczenia fizykochemiczne Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 Potrafi precyzyjnie formułować pytania, służące pogłębieniu własnego zrozumienia danego tematu lub odnalezieniu brakujących elementów rozumowania TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Wy1 Chemia a inżynieria biomedyczna. Zakres wiedzy chemicznej istotny dla inżynierów biomedycznych Wy Doświadczenia a mechanika kwantowa. Wy Budowa atomu. 4 Wy4 Periodyczność właściwości chemicznych i fizycznych Wy5 Wiązania chemiczne, orbitale molekularne Wy6 Moment dipolowy i elektroujemność Wy7 Oddziaływania międzycząsteczkowe Wy8 Ciało stałe: kryształy, półprzewodniki, Wy9 Polimery, makrocząsteczki,ciekłe kryształy Wy10 Ciecze i gazy właściwości Wy11 Roztwory, układy dyspersyjne Wy1 Kinetyka chemiczna: teoria zderzeń, energia aktywacji, kompleks aktywny, kataliza (enzymy) 4 Wy1 Kolokwium zaliczeniowe Suma godzin 0 Liczba godzin Forma zajęć - ćwiczenia Ćw1 Stężenia roztworów Ćw Dysocjacja w roztworach wodnych Ćw Siła jonowa i współczynniki aktywności. Ćw4 ph roztworu i roztwory buforowe Cw5 Kwasy i zasady, pk Cw6 Rozpuszczalność: efekt solny i efekt wspólnego jonu Cw7 Kolokwium zaliczeniowe Suma godzin 15 Liczba godzin STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. Wykład tradycyjny z wykorzystaniem transparencji i slajdów N. Dyskusja problemowa N. Konsultacje indywidualne N4. Pisak, tablica OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA

17 Oceny F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) F1 F P1 = F1+F F P = F+F4 F4 Numer efektu kształcenia PEK_W01 PEK_W0 PEK_K01 PEK_W01 PEK_W0 PEK_K01 PEK_U01 PEK_K01 PEK_U01 PEK_K01 Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia Test : materiał powtórzeniowy Kolokwium zaliczeniowe Aktywność na ćwiczeniach Kolokwium zaliczeniowe LITERATURA PODSTAWOWA: LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA [1] Galus Z. (red.), Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, PWN Warszawa 004. [] Jones L., Atkins P., Chemia ogólna, cząsteczki, materia, reakcje, PWN Warszawa 004. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Pauling L., Pauling P., Chemia, PWN Warszawa 004. OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Dr hab. Małgorzata Komorowska, prof. nadzw. PWr malgorzata.komorowska@pwr.wroc.pl

18 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Fizykochemia materiałów Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna I SPECJALNOŚCI Elektronika Medyczna, Optyka Biomedyczna, Biomechanika Inżynierska Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu*** Treści programowe*** Numer narzędzia dydaktycznego*** PEK_W01 K1IBM_W01 C1, C, C Wy1-Wy1 N1-N4 (wiedza) Cw1-Cw7 PEK_W0 K1IBM_W01 C1 - C4 Wy1-Wy1 N1-N4 Cw1-Cw7 PEK_U01 K1IBM_U09 C4 Cw1-Cw7 N, N4 (umiejętności) PEK_K01 (kompetencje) K1IBM_K01 C1-C4 Wy1-Wy1 Cw1-Cw7 N1-N4 ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia *** - z tabeli powyżej 4

19 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim : FIZYKOCHEMICZNE METODY POMIAROWE Nazwa w języku angielskim: PHYSICO-CHEMICAL METHODS OF MEASUREMENTS Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA, OPTYKA BIOMEDYCZNA, BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu CHP00001W, CHP00001L Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia zaliczenie na Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne skreślić 1,5 1,5 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Zaliczony kurs Fizykochemia materiałów (CHP001004W) \ CELE PRZEDMIOTU C1 Uzyskanie podstawowej wiedzy na temat: technik elektrochemicznych i spektroskopowych oraz zastosowania ich w biologii i medycynie. C Umiejętność odczytywania sygnałów i widm oraz na ich podstawie wyznaczaniu ilościowych parametrów. C Umiejętność zaprojektowania eksperymentów z zastosowaniem omawianych metod 1

20 PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 Zna i rozumie podstawowe prawa, na których oparte są fizykochemiczne techniki pomiarowe. PEK_W0 Ma podstawową wiedzę w zakresie budowy i działania różnych systemów pomiarowych. PEK_W0 Ma uporządkowaną wiedzę podbudowaną teoretycznie na temat właściwości fizykochemicznych materiałów Z zakresu umiejętności PEK_U01 Potrafi zrozumieć opis eksperymentów opartych na omawianych technikach. Potrafi pozyskiwać z literatury, baz danych i innych źródeł podstawowe informacje dotyczące technik pomiarowych i ich zastosowaniach Z zakresu kompetencji społecznych PEK_K01 Potrafi pracować zespołowo TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Liczba godzin Wy1 Informacje wstępne, niepewności pomiarowe, dokładność, czułość i precyzja metody, wzorce i kalibracja Wy Światło i materia, podstawowe prawa. Wy Cząsteczki wzbudzone, schemat Jabłońskiego, widma absorpcyjne i emisyjne Wy4 Zasady działania spektrometrów, źródła światła, analizatory, Wy5 Pasma absorpcji w różnych zakresach, ich interpretacja oraz zastosowanie do analizy ilościowej i jakościowej. Wy6 Rozpraszanie i widma Ramana Wy7 Zastosowanie spektroskopii ramanowskiej Wy8 Test sprawdzający I Wy9 Podstawowe pojęcia z elektrochemii: potencjał na granicy faz, prawo Nernsta Wy10 Metody konduktometryczne, potencjometryczne Wy11 Metody amperometryczne Wy1 Metoda rezonansów magnetycznych Wy1 Spektrometria masowa Wy14 Metody chromatograficzne Wy15 Test sprawdzający II Suma godzin 0 Forma zajęć - laboratorium Liczba godzin Blok A: miareczkowania La1 Miareczkowanie alkacymetryczne La Miareczkowanie konduktometryczne La Miareczkowanie potencjometryczne Blok B: metody fizyczne la4 Refraktometria La5 Interferometria La6 Polarymetria La7 Miareczkowanie fotometryczne La8 Fotometria płomieniowa La9 Chromatografia gazowa La10 Uzupełnianie zaległości, zaliczenie. Suma godzin 0

21 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. Wykład tradycyjny z wykorzystaniem transparencji i slajdów N. Dyskusja problemowa N. Konsultacje N4. Praca studenta w laboratorium, bezpośredni kontakt z aparaturą laboratoryjną N5. Ustne sprawdzanie wiadomości N6. Sprawozdania wykonane poza zajęciami zorganizowanymi OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) Numer efektu kształcenia F1 PEK_W01 Test 1 F PEK_W01 Test F F4 F5 PEK_U01 P= F1+ F Wykład P=F+F4+F5 Laboratorium Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia Dwa testy sprawdzające w ciągu semestru Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Sprawdzian ustny przed ćwiczeniami Ocena ze sprawozdania LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: 1. Cygański A., Metody elektro-analityczne. WNT Warszawa Kealey D., Haines P. J., Krótkie wykłady. Chemia analityczna. PWN Warszawa 005. Sadlej J., Spektroskopia molekularna. WNT Warszawa 00 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: 1. Jones L., Atkins P.. Chemia ogólna, cząsteczki, materia, reakcje, PWN Warszawa 004. Pauling L., Pauling P., Chemia, PWN Warszawa 004 OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Dr hab. Małgorzata Komorowska, prof. nadzw. PWr malgorzata.komorowska@pwr.wroc.pl

22 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Fizykochemiczne metody pomiarowe Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna I SPECJALNOŚCI Elektronika Medyczna, Optyka Biomedyczna, Biomechanika Inżynierska Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu*** Treści programowe*** Numer narzędzia dydaktycznego*** PEK_W01 K1IBM_W01 C1 Wy1-Wy14 N1-N (wiedza) PEK_W0 K1IBM_W01 C1 Wy1-Wy14 N1-N PEK_W0 K1IBM_W01 C1 Wy1-Wy14 N1-N PEK_U01 K1IBM_U01 C La1-La9 N-N6 (umiejętności) C PEK_K01 (kompetencje) K1IBM_K0 C C La1-La9 N-N6 ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia *** - z tabeli powyżej 4

23 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim: POMIARY BIOIMPEDANCYJNE Nazwa w języku angielskim: BIOIMPEDANCE MEASUREENTS Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu ETP00056W Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni 15 (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta 0 (CNPS) Forma zaliczenia zaliczenie na Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 1 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 0,7 *niepotrzebne skreślić WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Zaliczone kursy z Metrologii i Elektronicznej aparatury medycznej CELE PRZEDMIOTU C1 Pozyskanie wiedzy dotyczącej metod pomiarowych, urządzeń oraz techniki pomiarów bioimpedancyjnych. C Przyswojenie wiedzy na temat metod analizy wyników specjalistycznych pomiarów. C Przyswojenie wiedzy z zakresu aplikacji praktycznych pomiarów bioimpedancji. 1

24 Z zakresu wiedzy: PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA PEK_W01 Zna i rozumie podstawy fizyczne wybranych metod pomiaru biompedancji. PEK_W0 Zna i rozumie warunki poprawnego użycia wybranych urządzeń pomiarowych. PEK_W0 Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę podstawową umożliwiającą identyfikację źródeł błędów pomiarowych i poprawnego użycia urządzeń. Z zakresu umiejętności: PEK_W04 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł, potrafi prawidłowo interpretować, selekcjonować i łączyć pozyskane informacje, potrafi zastosować w praktyce pozyskane informacje (potrafi samodzielnie określić warunki prowadzenia pomiarów). Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_W05 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Liczba godzin Wy1 Wstęp i wprowadzenie do tematu wykładów, wymagania, zaliczenia. Modele immitancyjne wybranych obiektów. Wy Dualność modeli Wy Badania w dziedzinie czasu i w dziedzinie częstotliwości Wy4 Algorytmy identyfikacji Wy5 Instrumentalizacja pomiarów, przykłady aparatury. Analiza metrologiczna pomiarów impedancyjnych Wy6 Oprogramowanie stosowane w pomiarach Wy7 Przykłady aplikacji: np. badanie błon komórkowych, badanie czystości bakteryjnej żywności, pletyzmografia, kardiografia impedancyjna Wy8 Kolokwium 1 Suma godzin 15 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1 Tablica i pisak jako pomoc naukowa na laboratorium i wykładzie. N Karty katalogowe producentów urządzeń. N Komputer i oprogramowanie do prezentacji multimedialnych na wykładzie. N4 Programy symulacyjne i filmy szkoleniowe producentów aparatury.

25 OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) F1 F Numer efektu kształcenia PEK_W01 PEK_W0 PEK_W0 PEK_U01 PEK_K01 P = F1= F wykład ocena z kolokwium Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia Ocena z kolokwium. Ocena z kolokwium. LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Baker L.E., Biomedical application of electrical impedance measurements, IEEE, NJ, 1994 [] Bronzino, J.D., The biomedical engineering handbook, CRC Press, Boca Raton, 000 [] Holder D., Clinical and Physiological Appl. of Electrical Impedance Tomography, Taylor & Francis, NJ, 199 [4] MacDonald J. R., Impedance Spectroscopy, Univ. of NC, NC USA, 1991 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Zbiór norm, kart katalogowych i instrukcji obsługi urządzeń. OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Dr inż. Andrzej Hachoł, andrzej.hachol@pwr.wroc.pl

26 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Pomiary biompedancyjne Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna SPECJALNOŚCI Elektronika Medyczna Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu*** Treści programowe*** PEK_W01 K1IBM_W09_SEME C1, C, C Jak w tabeli (wiedza) powyżej PEK_W0 K1IBM_W09_SEME C1 Jak w tabeli powyżej PEK_W0 K1IBM_W11_SEME C1 Jak w tabeli powyżej PEK_U01 K1IBM_U01 C Jak w tabeli (umiejętności) powyżej PEK_K01 K1IBM_K01 C1 Jak w tabeli (kompetencje) powyżej Numer narzędzia dydaktycznego*** N1, N, N N1, N, N N1, N, N N1, N, N N1, N, N ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia *** - z tabeli powyżej 4

27 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim: PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 1 Nazwa w języku angielskim: PRINCIPLES OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING 1 Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA, OPTYKA BIOMEDYCZNA, BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu ETP00001W, ETP001C Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia zaliczenie na Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 1 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1 1,5 0,8 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Podstawowa wiedza z fizyki w zakresie elektryczności. \ CELE PRZEDMIOTU C1 Uzyskanie podstawowej wiedzy na temat podstaw elektrotechniki i elektroniki oraz prostych układów elektrycznych i elektronicznych. C Nabycie podstawowych umiejętności z zakresu opisu, analizy i rozwiązywania prostych obwodów elektrycznych i układów elektronicznych. *niepotrzebne skreślić 1

28 PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK W01 Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu elektrotechniki i elektroniki. Z zakresu umiejętności: PEK_U01 Potrafi prawidłowo interpretować, selekcjonować i łączyć pozyskane informacje w zakresie podstaw elektrotechniki i elektroniki. PEK_U0 Potrafi zastosować w praktyce pozyskane informacje do rozwiązywania prostych obwodów elektrycznych i układów elektronicznych Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Liczba godzin Wy1 Wprowadzenie do przedmiotu, warunki zaliczenia. Wprowadzenie do obwodów elektrycznych, podstawowe pojęcia. Źródła energii elektrycznej. Wy Właściwości ośrodków i elementów. Prawo Ohma. Prawa Kirchhoffa, obwody szeregowe i równoległe, dzielniki napięcia i prądu. Wy Zasada superpozycji, twierdzenia o źródłach zastępczych, twierdzenie o maksimum mocy. Wy4 Rozwiązywanie obwodów rozgałęzionych, metoda prądów oczkowych. 1 Pole elektryczne i magnetyczne, podstawowe zależności. 1 Rezystancja, pojemność i indukcyjność, rezystory, kondensatory i cewki. 1 Wy5 Transformator. Przebiegi elektryczne i ich opis, parametry przebiegów, przebiegi harmoniczne. 1 Wy6 Napięcie i prąd zmienny w rezystorze, kondensatorze i cewce indukcyjnej. Prawa Kirchhoffa dla prądu zmiennego. Metoda symboliczna. Wy7 Obwody szeregowe i równoległe RLC. Rezonans w obwodach szeregowych i równoległych RLC. Moc prądu zmiennego. Wy8 Proste urządzenia elektryczne. Człowiek jako źródło sygnałów elektrycznych. Stany nieustalone w obwodach elektrycznych. 1 1 Wy9 Czwórniki i ich właściwości. Transmitancja. Sprzężenie zwrotne. Wy10 Wzmacniacze operacyjne i ich zastosowania. Elementy półprzewodnikowe: złącze p-n, diody i tranzystory. Zastosowania diod różnego rodzaju. Wy11 Układy pracy tranzystorów, polaryzowanie tranzystorów. Tranzystor jako element czynny i przełączający. Dobór punktu pracy tranzystora. Obwody nieliniowe. Wy1 Podstawowe układy wzmacniaczy, wzmacniacz różnicowy i wzmacniacz mocy. Źródła elektroniczne, zasilacze i generatory. Wy1 Systemy analogowe i cyfrowe. Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowoanalogowe. Wy14 Podstawowe układy cyfrowe, kombinacyjne i sekwencyjne. Wy15 Zastosowania układów cyfrowych. Mikroprocesory i mikrokomputery. Suma godzin 0 Forma zajęć - ćwiczenia Liczba godzin Ćw1 Rozwiązywanie prostych obwodów prądu stałego (prawo Ohma, prawa

29 Kirchhoffa). Ćw Rozwiązywanie obwodów prądu stałego, twierdzenia o źródłach zastępczych. Ćw Rozwiązywanie obwodów rozgałęzionych metodą prądów oczkowych. Ćw4 Przebiegi elektryczne i ich parametry. Obwody prądu zmiennego, metoda symboliczna. Ćw5 Rozwiązywanie obwodów prądu zmiennego, obliczanie impedancji elektrycznej. Obwody rezonansowe. Ćw6 Rozwiązywanie obwodów prądu zmiennego, obliczanie impedancji oraz mocy. Ćw7 Rozwiązywanie wybranych układów elektronicznych sprzężenie zwrotne, wzmacniacze operacyjne ze sprzężeniem zwrotnym. Ćw8 Rozwiązywanie wybranych zadań z zakresu układów elektronicznych c.d. 1 Suma godzin 15 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. Tablica i pisak wykład prowadzony metodą tradycyjną N. Elementy prezentacji multimedialnej ilustrujące wybrane zagadnienia omawiane w czasie wykładu N. Rozwiązywanie na ćwiczeniach przykładowych zadań rachunkowych do materiału z wykładów (podanych wcześniej na stronie internetowej) tablica i pisak N4. Sprawdziany umiejętności samodzielnego rozwiązywania zadań (kartkówki na ćwiczeniach) OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) Numer efektu kształcenia Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia P1 PEK_W01 Ocena z egzaminu F PEK_U01 PEK_U0 PEK_K01 P wykład ocena z egzaminu P ćwiczenia średnia z ocen z testów sprawdzających 1. Oceny z krótkich pisemnych prac sprawdzających kartkówek. Oceny za rozwiązywanie zadań przy tablicy LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Bird J., Electrical and electronic principles and technology, Newnes, Elsevier, 007 (third edition) dostępna bezpłatnie w internecine [] P. Horowitz, W. Hill, Sztuka elektroniki, cz. 1 i, WKŁ, Warszawa 009 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Włodzimierz Wolski, Teoretyczne podstawy techniki analogowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 007 [] Bolkowski S., Teoria obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 007 [] Rusek A., Pasierbiński J., Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa 006 [4] OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Dr hab. inż. Zbigniew Moroń zbigniew.moron@pwr.wroc.pl

30 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Podstawy elektrotechniki i elektroniki 1 Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna I SPECJALNOŚCI Elektronika Medyczna, Optyka Biomedyczna, Biomechanika Inżynierska Przedmiotowy efekt kształcenia PEK_W01 (wiedza) PEK_U01 (umiejętności) Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy) Cele przedmiotu** Treści programowe** Numer narzędzia dydaktycznego** K1IBM_W01 C1, C Wy1 - Wy15 N1, N K1IBM_U01 C Ćw1 Ćw8 N, N4 PEK_U0 K1IBM_U09 C Ćw1 Ćw8 N, N4 K1IBM_K01 C Ćw1 Ćw8 N, N4 PEK_K01 (kompetencje) 4

31 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim: PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI Nazwa w języku angielskim: PRINCIPLES OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA, OPTYKA BIOMEDYCZNA, BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu ETP0000L Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia zaliczenie na Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 0 90 Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1,5 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Wiedza z zakresu podstaw elektrotechniki i elektroniki.. Umiejętności w zakresie pracy w laboratorium. \ CELE PRZEDMIOTU C1 Utrwalenie wiedzy oraz nabycie podstawowych umiejętności z zakresie pomiarów wielkości elektrycznych, w zastosowaniu do obwodów elektrycznych i układów elektronicznych. C Nabycie umiejętności praktycznych w zakresie badań układów elektronicznych *niepotrzebne skreślić 1

32 PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu elektrotechniki i elektroniki Z zakresu umiejętności: PEK_U01 Potrafi pozyskiwać z literatury, baz danych i innych źródeł podstawowe informacje dotyczące wybranych praktycznych zagadnień z zakresu elektrotechniki i elektroniki PEK_U0 Potrafi zastosować w praktyce pozyskane informacje do rozwiązywania prostych obwodów elektrycznych i układów elektronicznych PEK_U0 Potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, potrafi interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia PEK_K0 Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach obcych Forma zajęć - laboratorium La1 Wprowadzenie do laboratorium La Pomiary napięć i prądów stałych La Podstawowe prawa elektrotechniki La4 Liniowe i nieliniowe elementy bierne obwodów elektrycznych La5 Źródła napięć i prądów stałych. La6 Oscyloskop elektroniczny 1 La7 Oscyloskop elektroniczny La8 Generatory przebiegów elektrycznych La9 Pomiary podstawowych parametrów przebiegów elektrycznych La10 Dwójniki RLC, rezonans elektryczny La11 Czwórniki bierne, charakterystyki częstotliwościowe La1 Wzmacniacz operacyjny La1 Podstawowe funktory logiczne La14 Stabilizator napięcia La15 Ćwiczenie sprawdzające Suma godzin 0 Liczba godzin STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. Praca w laboratorium układów elektrycznych i elektronicznych.. Krótkie sprawdziany wiedzy.. Pisemne raporty z ćwiczeń laboratoryjnych. OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) Numer efektu kształcenia Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia F1 PEK_W01 1. Krótkie prace pisemne na zajęciach

33 PEK_U01 PEK_U0 PEK_U0 PEK_K01 PEK_K0 testy sprawdzające. Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych. Zadania do rozwiązywania poza zajęciami zorganizowanymi P laboratorium średnia z ocen cząstkowych: z testów sprawdzających i sprawozdań LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Bird J., Electrical and Electronic Principles and Technology, Newes, 008 (third edition) dostępne online [] Horowitz P., Hill W., Sztuka elektroniki cz. 1 i [] Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych dostępne na stronie LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Wolski W., Teoretyczne podstawy techniki analogowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 007 [] Rusek M., Pasierbiński J., Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa 006 OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Dr hab. inż. Zbigniew Moroń zbigniew.moron@pwr.wroc.pl

34 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Podstawy elektrotechniki i elektroniki Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna I SPECJALNOŚCI Elektronika Medyczna, Optyka Biomedyczna, Biomechanika Inżynierska Przedmiotowy efekt kształcenia PEK_W01 (wiedza) PEK_U01 (umiejętności) Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy) Cele przedmiotu** Treści programowe** Numer narzędzia dydaktycznego** K1IBM_W0 C1, C La1 - La15 N, N K1IBM_U01 C1, C La1 - La15 N1 - N PEK_U0 K1IBM_U09 C1, C La1 - La15 N1, N PEK_U0 K1IBM_U08 La1 - La15 N1 - N PEK_K01 K1IBM_K01 C1, C La1 - La15 N1 - N (kompetencje) PEK_K0 (kompetencje) K1IBM_K01 C1, C La1 - La15 N1 - N 4

35 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW /01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim: MIKROKONTROLERY 1 Nazwa w języku angielskim: MICROCONTROLLERS 1 Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA, OPTYKA BIOMEDYCZNA, BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu ETP 00004W, ETP 00040L Grupa kursów TAK / NIE* Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia zaliczenie na Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne skreślić 1 1,5 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Zaliczone kursy: Języki programowania (wykład: INP00W i laboratorium: INP00L). Zaliczone kursy: Podstawy elektrotechniki i elektroniki 1 (wykład: ETP 001W i ćwiczenia: ETP 001C) oraz Podstawy elektrotechniki i elektroniki (laboratorium: ETP 00L). CELE PRZEDMIOTU C1 Uzyskanie podstawowej wiedzy o zasobach typowego mikrokontrolera oraz o możliwościach ich praktycznego wykorzystania. C Nabycie umiejętności w zakresie wybranych technik programowania w języku asemblera oraz w zakresie stosowania przykładowego środowiska do przygotowywania i uruchamiania programów. 1