Programmi dei corsi

 

60/57/2 - FISICA

Anno Accademico ​2016/2017

Docente
LUCIANO ​COLOMBO (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/57] ​ ​BIOLOGIA [57/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE648
Obiettivi

Il corso di “Fisica” è un insegnamento di livello elementare a carattere fenomenologico che introduce lo Studente del Corso di Laurea in "Biologia" a concetti di fisica classica propedeutici allo studio dei meccanismi funzionali alla base della biologia molecolare, cellulare e dei sistemi animali e vegetali.
L’obiettivo formativo generale è quello di far acquisire allo Studente conoscenze, competenze ed abilità coerenti con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea in Biologia, declinate secondo i cinque Descrittori di Dublino secondo quanto dettagliato qui di seguito:
- Conoscenze e capacità di comprensione
Obiettivo dell’insegnamento è far acquisire allo Studente conoscenze e capacità di comprensione di alcuni selezionati argomenti di meccanica, termodinamica, elettrostatica ed ottica utili alla comprensione di importanti capitoli della biologia (oggetto di studio in successivi insegnamenti), quali: la statica e la meccanica del moto, il funzionamento dei tessuti muscolari, la circolazione sanguigna, gli scambi energetici in sistemi viventi, la funzione respiratoria, le membrane biologiche, la comunicazione elettrica per la funzione nervosa, i fondamenti della visione e degli strumenti ottici di uso in biologia.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo Studente sarà in grado di applicare quanto acquisito in termini di conoscenze e capacità di comprensione allo studio di discipline prettamente biologiche, quale ad esempio la fisiologia. A tal fine, lo Studente sarà esposto allo studio di alcuni selezionati “casi” applicativi e verrà guidato a sviluppare capacità di inquadramento ed interpretazione di tali problemi biologici secondo il linguaggio della fisica.
Lo Studente dovrà, inoltre, maturare un approccio professionale alla modellizzazione di un dato sistema biologico tramite la descrizione dei meccanismi fisici elementari sottostanti la sua funzionalità. Dovrà, infine, comprendere il principi di funzionamento della strumentazione per uso biologico (quali, ad esempio, i microscopi ottici).
In definitiva, le competenze acquisite dallo Studente lo metteranno in grado di applicare principi fisici elementari alla comprensione di fenomeni e/o sistemi biologici e di elaborare semplici modelli fisici in grado di descriverli.
- Autonomia di giudizio
Lo Studente svilupperà una propria autonomia di giudizio tale da consentirgli di selezionare il più appropriato concetto fisico da applicare al caso biologico di interesse.
Lo Studente, infine, acquisirà la capacità di valutare criticamente, alla luce dei principi fisici elementari trattati nel corso, i risultati di discipline più prettamente biologiche (quali, ad esempio, la fisiologia).
- Abilità comunicative
L’approccio didattico e le modalità di accertamento della conoscenza acquisita (discusse più avanti) permetteranno allo Studente di acquisire i rudimenti fondamentali del linguaggio scientifico e lo abitueranno a comunicare le nozioni e i metodi appresi, nonché a formalizzare specifici problemi biologici, in termini di semplici modelli fisici.
Il complesso di queste abilità comunicative renderà lo Studente capace di sostenere una discussione dettagliata su tali modelli e relative soluzioni sia con interlocutori specialisti sia con pubblico generico.
- Capacità di apprendere
Le modalità didattiche di insegnamento stimoleranno lo Studente ad integrare le nozioni sviluppate in questo corso sia con le conoscenze disciplinari acquisite da altri insegnamenti (in particolare la Matematica e la Fisiologia) sia con le informazioni acquisite da altre varie fonti. Gli consentiranno, altresì, di conseguire una visione ampia delle problematiche connesse all’analisi bio-fisica dei sistemi viventi. Inoltre, questo approccio consentirà allo Studente di sviluppare le competenze necessarie per affrontare i successivi insegnamenti con un alto grado di autonomia.

Prerequisiti

- Conoscenze
Per poter intraprendere proficuamente lo studio della Fisica lo Studente deve avere una conoscenza adeguata della matematica di base.
- Abilità
Le necessarie abilità da acquisire da precedenti insegnamenti riguardano la conoscenza operativa (“problem solving”) di algebra, trigonometria e geometria, nonché di elementari nozioni di analisi matematica. E’ utile aver già sviluppato capacità di pensiero quantitativo e di formalizzazione di un dato problema.
- Competenze
Particolarmente importante è la capacità di calcolo pratico, di soluzione di elementari problemi di geometria, di comprensione degli ordini di grandezza dei fenomeni e di manipolazione numerica.

Fatte salve le propedeuticità formali previste dall'Ordinamento didattico in vigore, è fortemente consigliato allo Studente aver superato l’esame di “Matematica e statistica”.

Contenuti

- Meccanica
Generalità su grandezze fisiche, moti e quantità cinematiche; Forze, lavoro, energia potenziale; Principi della statica e della dinamica; Forze elastiche; Fisica dei fluidi.
- Termodinamica
Generalità di termologia; Calore e lavoro; Bilanci energetici termodinamici; Leggi dei gas.
- Elettrostatica
Generalità sulle interazione tra cariche elettriche; Potenziale elettrostatico e lavoro elettrico; Corrente elettrica, resistenze e condensatori.
- Ottica
Leggi della riflessione e della rifrazione; Cenni sul fenomeno dell'interferenza e della diffrazione; Lenti e microscopi.

Gli aspetti matematici del corso saranno ridotti al minimo strettamente indispensabile e alla dimostrazione formale sarà sempre preferita la deduzione fenomenologia di leggi e concetti.

Metodi Didattici

La didattica sarà organizzata in modalità tradizionale con lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Saranno inoltre organizzate attività di tutoraggio, secondo le modalità deliberata dalla competente Facoltà.

- Metodi e tecniche di interazione didattica in presenza: interazione diretta tra Docente e Studente attraverso il dialogo in aula sollecitato dal Docente stesso. Comunicazione verbale durante il ricevimento (due ore alla settimana, durante lo svolgimento del semestre; su appuntamento nella rimanente parte dell’anno accademico).

- Interazione tra metodi e tecniche di insegnamento e di apprendimento:
combinazione di didattica frontale, guidata ed interattiva con l'utilizzo di strumenti informatici e di supporti multimediali;
verifica delle conoscenze, abilità e competenze acquisite in itinere mediante esercitazioni interattive in aula con supporto del Docente (ed, eventualmente, dei collaboratori d’aula);

- Metodi e tecniche di interazione didattica a distanza: comunicazione scritta attraverso l’uso della posta elettronica e condivisione di informazioni tramite il sito ESSE3

I riferimenti saranno: un credito 25 ore, di cui 17 di studio e 8 di attività frontale.

Verifica dell'apprendimento

Le modalità con cui verrà accertata l’effettiva acquisizione da parte degli Studenti dei risultati di apprendimento attesi consisteranno in:

- somministrazione iniziale di un questionario di autovalutazione relativo alle conoscenze in ingresso di matematica elementare;

- verifiche di apprendimento in corso d’anno, riservate agli Studenti frequentanti: 4 prove parziali di autovalutazione su ciascun blocco di lezioni (meccanica, termodinamica, ottica e elettrostatica). Le prove (facoltative) consisteranno nella risoluzione di esercizi ed in quesiti su aspetti concettuali.

- prova finale scritta durante le sessioni di esame. La prova scritta (obbligatoria) consiste nella risoluzione di esercizi ed in quesiti su aspetti concettuali. Questa modalità di esame ha lo scopo di accertare l’effettiva acquisizione da parte dello Studente delle conoscenze, competenze ed abilità coerenti con gli obiettivi formativi dell’insegnamento oltre che di accrescere le sue capacità comunicative.

La soluzione dei questionari di autovalutazione, delle verifiche di apprendimento in corso d’anno e degli esercizi d’esame verrà pubblicata sul sito dell'insegnamento (raggiungibile dal sito-docente) in modo da offrire allo Studente una collezione di problemi svolti da usare per il proprio studio individuale.

Tutti gli esami valutati positivamente (cioè con voto maggiore od uguale di 18/30) saranno prontamente registrati dal Docente tramite apposita procedura informatica. Non sarà consentito ad uno Studente, il cui esame è stato valutato positivamente, rifiutare il voto e riprovare l’esame in appello successivo.

Testi

- Testo ufficiale dell’insegnamento
-- D. Scannicchio, E. Giroletti, “Elementi di Fisica Biomedica” (Casa editrice EdiSES) - ISBN 978-88-7959-887-3 .
Tutte le informazioni sul testo sono reperibile sul sito: http://www.edises.it/universitario/scannicchio-elementi-di-fisica-biomedica.html

- Testi alternativi e per consultazione
-- F. Borsa, A. Lascialfari, "Principi di fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico" (Casa Editrice EdiSES) - ISBN 978-88-7959-816-3.
Tutte le informazioni sul testo sono reperibile sul sito: http://www.edises.it/universitario/principi-di-fisica-lascialfari.html
--D.C. Giancoli, "Fisica - principi ed applicazioni" (Casa Editrice Ambrosiana) - ISBN 978-8808-08773-7.
Tutte le informazioni sul testo sono reperibile sul sito: http://www.ceaedizioni.it

Altre Informazioni

Eventuale materiale didattico aggiuntivo sarà fornito dal Docente tramite il sito ESSE3 relativo a questo insegnamento.