Реферат: Задачи дисциплины Снабдить учащегося профессиональной терминологией в области биомеханики

Аннотация дисциплины

вариативной части цикла ОПЦ рабочей программы

учебной дисциплины Б2.3.02.04 «Биомеханика»


Цели и задачи дисциплины

ознакомление с историей развития и основными направлениями науки о билогических системах, современными достижениями в области бионики;

формирование целостного представления о физической, биомеханической природе живых систем, психофизиологии и психологии восприятия цвета, влиянии биотопов на формирование материальной культуры народово

Развитие гуманного отношения и гармонического подхода к проектированию в системе «человек-предмет-среда».

^ Задачи дисциплины

– Снабдить учащегося профессиональной терминологией в области биомеханики.

– Сформировать знания о гармонии и подобии биологических систем, взаимосвязи физических, биомеханических и биоколористических элементов биологических систем.

– Научить основным методологическим приёмам размерностей в биомеханике.

– Научить видеть и использовать элементы биологических систем в проектировании экологически безопасной предметно-пространственной среды обитания человека.


^ 2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина входит в вариативную часть общепрофессионального цикла основной образовательной программы (ООП) ФГОС ВПО. Для освоения этой дисциплины необходимы знания средней школы по ботанике, биологии, физике.

Знания и навыки, формируемые данной дисциплиной, необходимы при изучении проектирования предметно-пространственной среды, конструировании изделий, композиции и цветоведении, эргономики, в курсовом проектировании, при выполнении выпускаемой квалификационной работы и в профессиональной деятельности. «Биомеханика» является базой при изучении целого ряда дисциплин, где необходимо знание основных принципов решения различных биомеханических задач.

Связь с дисциплинами базового цикла: Б2.1.04. Академическая живопись, Б2.1.03. Академический рисунок, Б3.1.03. Пропедевтика, Б3.3.01.01. Эргономика, Б3.1.04. Проектирование и др.

Связь с дисциплинами вариативных циклов: Б3.2.05. Основы 4D дизайна, Б2.3.05 Б2.3.01.01. Фантастический рисунок, Б2.2.01. Цифровой рисунок, Б3.3.06.03. Механика материалов, Б3.3.08.02. Информационно-телекоммуникационные системы, Б3.3.08.04. Мехатроника и робототехника и др.

Рекомендуемые курсы для изучения: Б3.3.01.01. Эргономика, Б3.3.08.02. Информационно-телекоммуникационные системы, Б3.3.08.04. Мехатроника и робототехника

Кредит курса - 6 зачётных единиц.

Рекомендуемая форма итогового контроля - экзамен.


Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у обучаемого следующих компетенций:

^ Профессиональные компетенции:

ПК-3: Знает и умеет анализировать и использовать в работе приёмы биомеханики и законы биомеханики живых систем как с функциональной, так и гармонической стороны.

ПК-4: Способен к проектированию на основе бионических принципов функционирования систем в формировании искусственной среды обитания. Основы органического дизайна предметов, товаров, промышленных образцов, коллекций, комплексов, сооружений, объектов будущего.


^ В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: основные понятия, термины и определения, предмет и объект исследований, методы и задачи биомеханики;

Уметь: собирать и анализировать и использовать информацию о биомеханических системах в сетевых ресурсах, книгах, электронных библиотеках и т.д.

Владеть: навыками применения законов законы функционирования биомеханики в дизайне предметов, комплексов, систем; профессиональным мышлением в бионическом проектировании.

^ Содержание дисциплины. Основные разделы.

Студенты узнают как использовать природу в качестве источника вдохновения и прототипа для своей работы. В этом курсе студенты познакомятся с основными понятиями в области биологии, физики, биоколористики и биомеханики. Рассматривается отличие и родство биоконструкций с искусственными конструкциями. Биомеханики и механология костно-мышечной системы человека и других позвоночных на уровне целого организма, систем органов, тканей и клеточной биологии. Изучаются вопросы биомимикрии и биолюминисценции в воздухе и океане.

Модуль 1. Основы биомеханики

Предмет, объект исследования, методы и задачи биомеханики. История биомеханики.

Подобие биологических систем. Методы теории и размерностей в биомеханике.

Элементы биологической термодинамики.

Биомеханические аспекты строения и функций клетки.

Клеточная мембрана. Структура, функции, биомеханические свойства.

Механика клеточных суспензий.

Биомеханика материалов. Реологические модели.

Модуль 2. Биомеханика многофазных многокомпонентных биологических сред.

Механика биологических сплошных сред. Уравнения многофазных многокомпонентных биологических сред.

Классификация моделей неньютоновских биологических жидкостей.

Основы реологии крови. Вискозиметрия.

Биомеханика сердечно - сосудистой системы человека. Модели ветвящихся транспортных русел.

Модуль 3. Биомеханика тканей.

Биомеханика мягких тканей.

Механика мышечного сокращения.

Строение, функции и механические свойства кости.

Биомеханика хряща и синовиального сустава.

Биомеханика опорно-двигательной системы человека. Методы исследования и диагностики.

Многозвенные кинематические модели.

Общая система уравнений теории упругости.

Элементы спортивной биомеханики.

Статические и динамические воздействия на тело человека.

Биомеханика дыхательной системы.

Моделирование сообществ живых организмов. Взаимодействие организма со средой обитания.

Модуль 3. Принципы организации биомеханических систем.

Оптимальные биомеханические системы.

Рост и морфогенез. Модели роста биологических сплошных сред.


Автор: доц., к.т.н. Т.Ю. Воробьёва


Список рекомендуемой литературы

Агашин Ф.К. Биомеханика ударных движений. – М.:Физкультура и спорт. – 1977. – 207с.

Александер Р. Биомеханика. -М.:Мир, 1970. – 340с.

Аруин А.С., Зациорский В.М. Эргономическая биомеханика. - М.:Машиностроение, - 1989. – 252с.

Бранков Г. Основы биомеханики. - М.:Мир, - 1981. – 255с.

Волькенштейн М.В. Биофизика. - М.:Наука, - 1988. – 592с.

Глазер Р. Очерк основ биомеханики. -М.:Наука, - 1988. – 129с.

Гуревич М.И., Берштейн С.А. Основы гемодинамики. - Киев:Наук.думка, - 1979. - 232с.

Зациорский В.М. Биомеханические основы выносливости. – М.:Физкультура и спорт. – 1982. – 207с.

Иваницкий Г.Р., Кринский В.И., Сельков Е.Е. Математическая биофизика клетки. – М.:Наука, - 1978. – 310с.

Ивенс И., Скейлак Р. Механика и термодинамика биологических мембран. -М.:Мир, 1982. – 304с.

Изаков В.Я., Иткин Г.Г., Мархасин В.С. и др. Биомеханика сердечной мышцы. – М.:Наука, - 1981. – 303с.

Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. – М.:Мир, - 1981. – 624с.

Кизилова Н.Н. Конспект лекций по курсу "Биомеханика". - Харьков: Изд-во ХТУРЭ. - 1999. - 108c.

Кизилова Н.Н. Краткий толковый словарь терминов по курсу "Биомеханика". - Харьков: Изд-во ХТУРЭ. - 1997. - 65c.
Скачать полный текст в формате pdf

Кизилова Н.Н. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Биомеханика". - Харьков: Изд-во ХТУРЭ. - 2000. - 48c.
Скачать полный текст в формате pdf

Кокшайский Н.В. Очерк биологической аэро- и гидродинамики (полет и плавание животных). – М.:Мир, - 1974. – 93с.

Коренев Г.В. Введение в механику человека. – М.:Наука, - 1977. – 264с.

Лайтфут Э.Н. Явления переноса в живых системах. – М.:Мир, - 1977.

Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. - М.:Медицина. - 1982. - 272с.

Педли Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов. М. Мир, - 1983. – 400с.

Предтеченский В.М. Проектирование зданий с учетом организации движения людских потоков. - М.:Стройиздат, 1979.

Проблемы прочности в биомеханике /Под ред. И.Ф.Образцова. Учеб.пос. для вузов. -М.:Высшая школа, - 1988. – 311с.

Пуриня Б.А., Касьянов В.А. Биомеханика крупных кровеносных сосудов человека. – Рига:Зинатне. – 1980. – 260с.

Регирер С.А. Лекции по биологической механике. -М.: Изд.МГУ, -1980. – 144с.

Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.:Высшая школа, - 1987. – 640с.

Романенко Е.В. Теория плавания рыб и дельфинов. – М.:Наука, - 1986. – 150с.

Рубин А.Б. Термодинамика биологических процессов. М.: Изд. МГУ, -1984.

Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. -М.:Наука, - 1977.

Уткин В.Л. Биомеханические аспекты спортивной тактики. – М.:Физкультура и спорт. – 1984. – 128с.

Эккерт Р., Рэнделл Д., Огастин Дж. Физиология животных.Механизмы и адаптация. в 2 т. -М.:Мир, 1992.

Янсон Х.А. Биомеханика нижней конечности человека. – Рига:Зинатне. – 1975. – 324с.

Fung Y.C. Biomechanics. Mechanical Properties of Living Tissues. -Berlin : Springer-Verlag. -1981.



Автор: доц., к.т.н. Т.Ю. Воробьёва


Карта компетенций дисциплины

БИОМЕХАНИКА

1. Наименование компетенций дисциплины

Индекс компетенции

Формулировка

ОК-1.




ПК-1



2. ПК-4



Владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и применению биомеханических принципов в проектировании предметно-пространственных систем и комплексов.


Способен научно обосновать бионические предпосылки дизайн-проекта на основе биомеханических принципов. Предложения.


Способен к проектированию на основе биомеханических принципов функционирования систем в формировании искусственной среды обитания. Основы органического дизайна предметов, товаров, промышленных образцов, коллекций, комплексов, сооружений, объектов будущего.



Компонентный состав дисциплины

Перечень

Технологии

формирования

Средства и

технологии

оценки

kв

Объем в ЗЕТ (кредитах)

Модуль

дисцип-лины

Состав компоненты


1-й модуль

ОК-1, ПК-1, ПК-4

^ Модуль 1. Основы биомеханики

Знает:

– историю, предмет, методы и задачи, фундаментальные основы биомеханики, методы и основы биомеханики;

– структуру, функции, биомеханические свойства живых систем;

- принципы подобия биологических систем. Методы теории и размерностей в биомеханике.


Лекции

Самостоятельная работа.

Поездки в лаборатории.

Блиц-тестирование;

Практические работы, упражнения.

Опросы. Анкетирование.


4–5

2

Умеет:

– использовать значения спектральной кривой для выбора требуемого эффекта освещения;

– использовать механику живых систем, биомеханические аспекты строения и функций живых систем.


Практические занятия.

Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по технологиям в области живых систем.

Практические работы упражнения с моделирование биомеханических элементов, биолюминисцентный, биомимикрический анализ.






Владеет:

– навыками использования биомеханических материалов, биомеханической термодинамики.


Самостоятельная работа.

Коллективная работа.

Упражнения на использование биомеханических принципов в проектировании.

Аналитические работы

Составление биомеханических карт.

Тематические композиции





2-й модуль

ПК-1

^ Модуль 2. Биомеханика многофазных многокомпонентных биологических сред.

Знает:

– закономерности механики биологических сплошных сред;

– классификацию моделей биологических жидкостей.


Лекции

Самостоятельная работа.

Упражнения.

Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также объектов научной инфраструктуры (обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования.

Реферат.

Атлас.

Электронная презентация.


4-5

2

Умеет:

– использовать модели биологических сплошных сред и жидкостей в проектировании.

Практические занятия.

Исследовательская работа.

Практические работы.

Реферат.

Проект.





Владеет:

– методологией составления цветовых наименований и цветовой номенклатуру;

– методологией использования жидкостей в бионических комплексах и системах.

Практические занятия.

Самостоятельная работа.

Исследовательская работа.

Практические работы.

Проект.

Зачёт.





3-й модуль

ПК-1, ПК-4

^ Модуль 3. Принципы организации биомеханических систем.

Знает:

– оптимальные биомеханические системы;

– процессы роста и морфогенеза, модели роста биологических сплошных сред.

Лекции.

Самостоятельная работа.

Интерактивные лекции.

Исследовательская работа.

Анализ конкретных биомеханических систем.

5-6

2

Умеет:

– определять характер взаимодействия биомеханических систем;

– анализировать характер работы биомеханических систем.

Практические занятия.

Самостоятельная работа.

Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по технологиям в области живых систем.

Реферат.

Электронная презентация.





Владеет:

– принципами использования биомеханических систем в дизайне предметно-пространственной среды;

– методами моделирования предметно-пространственных систем на основе моделей роста и морфогенеза.

Электронные презентации.

Фильмы. Исследовательская работа. Самостоятельная работа.

Раздел в курсовом проектировании по дисциплинам: «эргономика» «проектирование».

Электронная презентация.






Автор: доц., к.т.н. Т.Ю. Воробьёва