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MATEMATICA ED INFORMATICA+FISICA

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
GIOVANNI DI DOMENICO
Crediti formativi
12
Periodo didattico
Secondo Semestre

Obiettivi formativi

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Modulo: 27148 - MATEMATICA ED INFORMATICA
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******* MATEMATICA ED INFORMATICA *******

L’obiettivo formativo del modulo di insegnamento è quello di fornire conoscenze di base su argomenti di matematica ed informatica potenzialmente utili alle discipline caratterizzanti il corso di studio. Una particolare attenzione viene dedicata alla comprensione dei seguenti argomenti:
- le principali funzioni e loro proprietà (polinomiali, razionali, logaritmi, esponenziali, trigonometriche);
- i concetti di limite e continuità;
- il concetto di derivata e il suo significato geometrico;
- il concetto di integrale definito, indefinito e improprio e la sua interpretazione geometrica;
- matrici, determinante, rango e sistemi lineari;
- interpretazione probabilistica di eventi, calcolo di probabilità nel caso discreto;
- principali distribuzioni di probabilità continua (uniforme, esponenziale e normale).

I suddetti temi vengono contestualizzati rispetto a problemi concreti nel campo delle scienze della vita, come per esempio lo studio ed il bilanciamento di reazioni chimiche, l’evoluzione del volume cellulare, la crescita di una popolazione, nonché la legge dell’equilibrio di Hardy-Weinberg in genetica delle popolazioni.
Tra gli obiettivi formativi nel campo dell’informatica rientrano l'apprendimento e l'insegnamento della matematica attraverso l’impiego del software GeoGebra (https://www.geogebra.org/).

Durante lo svolgimento del modulo lo studente acquisisce le seguenti abilità:
- lo studio del grafico di una funzione;
- l’utilizzo dei concetti di limite, derivata e integrale per studiare fenomeni fondamentali nelle scienze applicate come l’evoluzione di una popolazione;
- l’interpretazione probabilistica di eventi;
- il calcolo di probabilità nel caso discreto;
- la risoluzione di un sistema lineare applicata al bilanciamento di reazioni chimiche;
- la costruzione funzioni esponenziali, uniformi e normali.

******* FISICA *******

L’obiettivo formativo del modulo di insegnamento è quello di fornire conoscenze di base su argomenti di fisica utili alla comprensione dei principali fenomeni naturali, con particolare attenzione al campo della farmacia. I seguenti argomenti sono parte integrante degli obiettivi formativi del corso:
- le unità di misura delle grandezze fisiche;
- la cinematica del punto materiale;
- la dinamica del punto materiale;
- il lavoro, energia e potenza;
- la statica e la dinamica dei fluidi;
- la termologia e la termodinamica;
- il campo elettrico e lo spettro elettromagnetico;
- la radioattività.

Gli argomenti trattati vengono contestualizzati nell’ambito delle scienze farmaceutiche in modo tale da creare link concettuali con altri insegnamenti, per i quali risultano rilevanti le conoscenze di fisica. Durante lo svolgimento del modulo lo studente acquisisce le seguenti abilità:
- la comprensione qualitativa del fenomeno fisico;
- l’astrazione dell’osservazione empirica richiamando i principi fondamentali di fisica;
- metodi rigorosi per risolvere problemi di fisica;
- l’utilizzo delle unità di misura appropriate;
- la comprensione degli ordini di grandezza in fisica.

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Modulo: 27149 - FISICA
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L’obiettivo formativo del modulo di insegnamento è quello di fornire conoscenze di base su argomenti di fisica utili alla comprensione dei principali fenomeni naturali, con particolare attenzione al campo della farmacia. I seguenti argomenti sono parte integrante degli obiettivi formativi del corso:
- le unità di misura delle grandezze fisiche;
- la cinematica del punto materiale;
- la dinamica del punto materiale;
- il lavoro, energia e potenza;
- la statica e la dinamica dei fluidi;
- la termologia e la termodinamica;
- il campo elettrico e lo spettro elettromagnetico;
- la radioattività.

Gli argomenti trattati vengono contestualizzati nell’ambito delle scienze farmaceutiche in modo tale da creare link concettuali con altri insegnamenti, per i quali risultano rilevanti le conoscenze di fisica. Durante lo svolgimento del modulo lo studente acquisisce le seguenti abilità:
- la comprensione qualitativa del fenomeno fisico;
- l’astrazione dell’osservazione empirica richiamando i principi fondamentali di fisica;
- metodi rigorosi per risolvere problemi di fisica;
- l’utilizzo delle unità di misura appropriate;
- la comprensione degli ordini di grandezza in fisica.

Prerequisiti

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Modulo: 27148 - MATEMATICA ED INFORMATICA
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******* MATEMATICA ED INFORMATICA *******

I prerequisiti richiesti sono sostanzialmente i contenuti di matematica di base tipicamente insegnati nelle scuole secondarie superiori: il concetto di numero, il concetto di unità di misura, uguaglianze, disuguaglianze e le quattro operazioni, incluse le loro proprietà.

******* FISICA *******

Allo studente è richiesto di conoscere i contenuti di matematica tipicamente insegnati nelle scuole secondarie superiori, nonché di avere una certa familiarità con le equazioni e le unità di misura.


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Modulo: 27149 - FISICA
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Allo studente è richiesto di conoscere i contenuti di matematica tipicamente insegnati nelle scuole secondarie superiori, nonché di avere una certa familiarità con le equazioni e le unità di misura.

Contenuti del corso

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Modulo: 27148 - MATEMATICA ED INFORMATICA
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******* MATEMATICA ED INFORMATICA *******

- Matrici, determinanti, rango di una matrice, sistemi lineari. Applicazione allo studio e al bilanciamento di reazioni chimiche.
- Funzioni algebriche: funzioni lineari, funzioni quadratiche, funzioni polinomiali, funzioni potenza, funzioni razionali, limiti e continuità.
- Funzioni trascendenti: funzioni esponenziali e funzioni logaritmiche.
- Calcolo differenziale: derivate, calcolo di derivate: funzioni algebriche e trascendenti, massimi e minimi, studio qualitativo di funzioni, la regola di de l’Hôpital.
- Calcolo integrale: definizione di integrale, proprietà dell’integrale, integrale indefinito, integrazione per parti, integrazione per sostituzione, integrali impropri.
- Applicazione del calcolo differenziale e integrale a problemi di chimica e di evoluzione del volume cellulare.
- Probabilità continua: variabili aleatorie, media e varianza di variabili aleatorie, variabili aleatorie continue, funzione di distribuzione, distribuzione uniforme, distribuzione esponenziale, distribuzione normale.
- Probabilità discreta: eventi, distribuzioni di probabilità, frequenze relative, assiomi della probabilità, eventi indipendenti, probabilità condizionata, test diagnostici.
- Rappresentazioni dei dati: funzioni, coordinate cartesiane, equazioni e disequazioni, diagrammi cartesiani, istogrammi, media, mediana e moda, varianza.
- Applicazione della probabilità discreta e continua a problemi di evoluzione di una popolazione e a questioni di equilibrio in genetica delle popolazioni (Legge di Hardy-Weinberg).
- Introduzione al software GeoGebra per il calcolo di limiti, derivate e integrali e il disegno di grafici di funzione. Questo software è utilizzato anche per risolvere sistemi lineari e rappresentare gli spazi delle soluzioni in 2D e 3D. Vengono insegnati i comandi fondamentali di probabilità e statistica di GeoGebra (Comando Bernoulli, Comando Binomiale, Comando CasualeNormale Comando CasualePoisson, Comando CasualeUniforme).

******* FISICA *******

- Le grandezze fisiche, le dimensioni di una grandezza, valori approssimati di lunghezza, massa, tempo, sistemi di unità di misura e conversioni, quantità scalari e quantità vettoriali.
- Posizione, velocità e accelerazione del punto materiale, moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato.
- Le forze, le leggi della dinamica, la forza di gravità, la forza peso e la densità.
- Il lavoro, l’energia, l’energia cinetica, il teorema dell’energia cinetica, l’energia potenziale.
- Le forze conservative, la conservazione dell’energia meccanica, potenza e rendimento.
- L’equilibrio di un fluido, misura della pressione, tensione superficiale, fenomeni di capillarità, idrodinamica della circolazione del sangue.
- Le leggi dei gas perfetti, il lavoro in termodinamica, calore e temperatura, energia interna.
- Il primo principio della termodinamica, capacità termica e calori specifici, trasformazioni di stato e calori latenti.
- Il secondo principio della termodinamica, cenni sull’entalpia, sull’entropia e sull’energia libera.
- Le onde meccaniche ed acustica.
- L’ottica, le leggi della riflessione e rifrazione, la dispersione della luce.
- La carica elettrica, la legge di coulomb, il campo elettrico ed il potenziale elettrico.
- La corrente elettrica continua e l’effetto termico della corrente.
- Lo spettro delle onde elettromagnetiche e cenni sulla struttura atomica.
- La struttura dei nuclei e la radioattività.


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Modulo: 27149 - FISICA
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- Le grandezze fisiche, le dimensioni di una grandezza, valori approssimati di lunghezza, massa, tempo, sistemi di unità di misura e conversioni, quantità scalari e quantità vettoriali.
- Posizione, velocità e accelerazione del punto materiale, moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato.
- Le forze, le leggi della dinamica, la forza di gravità, la forza peso e la densità.
- Il lavoro, l’energia, l’energia cinetica, il teorema dell’energia cinetica, l’energia potenziale.
- Le forze conservative, la conservazione dell’energia meccanica, potenza e rendimento.
- L’equilibrio di un fluido, misura della pressione, tensione superficiale, fenomeni di capillarità, idrodinamica della circolazione del sangue.
- Le leggi dei gas perfetti, il lavoro in termodinamica, calore e temperatura, energia interna.
- Il primo principio della termodinamica, capacità termica e calori specifici, trasformazioni di stato e calori latenti.
- Il secondo principio della termodinamica, cenni sull’entalpia, sull’entropia e sull’energia libera.
- Le onde meccaniche ed acustica.
- L’ottica, le leggi della riflessione e rifrazione, la dispersione della luce.
- La carica elettrica, la legge di coulomb, il campo elettrico ed il potenziale elettrico.
- La corrente elettrica continua e l’effetto termico della corrente.
- Lo spettro delle onde elettromagnetiche e cenni sulla struttura atomica.
- La struttura dei nuclei e la radioattività.

Metodi didattici

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Modulo: 27148 - MATEMATICA ED INFORMATICA
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******* MATEMATICA ED INFORMATICA *******

Il corso è organizzato alternando lezioni frontali di carattere teorico ed esercitazioni sia di matematica che di informatica.

******* FISICA *******

Il corso è organizzato alternando lezioni frontali di carattere teorico ed esercitazioni.
- Le lezioni frontali vertono sugli argomenti del programma del corso utilizzando presentazioni, che prevedono una forte interazione con gli studenti. Al termine di ogni lezione è previsto un questionario a scelta multipla riguardante gli argomenti trattati.
- Le esercitazioni fanno riferimento agli argomenti trattati durante le lezioni frontali e sono svolte utilizzando presentazioni, coinvolgendo gli studenti durante lo svolgimento degli esercizi. Le esercitazioni mirano non solo a fornire la soluzione dei problemi, ma anche ad insegnare un metodo rigoroso per affrontare un problema di fisica.
Tutto il materiale didattico, e i questionari svolti al termine delle lezioni sono condivisi utilizzando la piattaforma Google Classroom, attraverso la quale gli studenti possono interagire in real-time con i docenti.

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Modulo: 27149 - FISICA
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Il corso è organizzato alternando lezioni frontali di carattere teorico ed esercitazioni.
-Le lezioni frontali vertono sugli argomenti del programma del corso utilizzando presentazioni, che prevedono una forte interazione con gli studenti. Al termine di ogni lezione è previsto un questionario a scelta multipla riguardante gli argomenti trattati.
-Le esercitazioni fanno riferimento agli argomenti trattati durante le lezioni frontali e sono svolte utilizzando presentazioni, coinvolgendo gli studenti durante lo svolgimento degli esercizi. Le esercitazioni mirano non solo a fornire la soluzione dei problemi, ma anche ad insegnare un metodo rigoroso per affrontare un problema di fisica.
Tutto il materiale didattico, e i questionari svolti al termine delle lezioni sono condivisi utilizzando la piattaforma Google Classroom, attraverso la quale gli studenti possono interagire in real-time con i docenti.

Modalità di verifica dell'apprendimento

******* MATEMATICA ED INFORMATICA *******

L’insegnamento prevede le seguenti prove:
- Prima prova parziale con 4 esercizi: studio di una funzione (10 punti), sistema lineare (8 punti), integrali definiti (8 punti), integrali impropri (4 punti).
- Seconda prova parziale con 4 esercizi: probabilità (8 punti), distribuzione esponenziale (10 punti), statistica descrittiva (6 punti), distribuzione normale (6 punti).
- Prova scritta totale con 5 esercizi: sistema lineare (8 punti), integrali impropri (4 punti), distribuzione esponenziale (8 punti), distribuzione normale (6 punti), studio di una funzione (4 punti).
Il modulo di matematica è considerato superato se la media dei voti delle due prove parziali oppure il voto della prova totale è maggiore o uguale a 18.

******* FISICA *******

Il modulo di fisica è considerato superato se lo studente raggiunge un voto maggiore o uguale a 18 svolgendo le prove in una delle seguenti procedure.

Procedura 1.

- Al termine di ogni lezione viene somministrato un questionario con 5 domande a scelta multipla. Ad ogni risposta corretta viene assegnato un punteggio di 0.1 punti.
- Al termine della prima parte del corso viene proposto un test in itinere con 3 esercizi da svolgere in 30 minuti. Ad ogni esercizio corretto viene assegnato un punteggio di 5 punti.
- Al termine della seconda parte del corso viene proposto un test in itinere con 3 esercizi da svolgere in 30 minuti. Ad ogni esercizio corretto viene assegnato un punteggio di 5 punti.
Il modulo di fisica è considerato superato se la somma dei punteggi ottenuti nei questionari e nelle due prove parziali è maggiore o uguale a 18.

Procedura 2.

Durante l’anno accademico, preferibilmente durante le sessioni d’esame sono fissati almeno 6 esami scritti. L’esame scritto consta di 5 esercizi da svolgere in 1 ora.

Il voto finale dell'insegnamento MATEMATICA ED INFORMATICA + FISICA corrisponde alla media aritmetica del voto ottenuto nel modulo di fisica e del voto ottenuto nel modulo di matematica e informatica.

Testi di riferimento

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Modulo: 27148 - MATEMATICA ED INFORMATICA
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******* MATEMATICA ED INFORMATICA *******

Il testo suggerito è:
- Marco Abate, matematica e Statistica. Le basi per le scienze della vita, 3a edizione, McGraw-Hill Libri, Milano, 2017.
Altri testi consigliati:
- Maria Cristina Patria e Gaetano Zanghirati, matematica. Corso di base per discipline bio-farmaceutiche, Pitagora Editrice, Bologna, 2003.
- Vinicio Villani, Graziano Gentili, matematica. Comprendere e interpretare fenomeni delle scienze della vita, McGraw-Hill Libri, Milano, 2012.

******* FISICA *******

Il testo suggerito è:
- F. Borsa e A. Lascialfari, Principi di fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico, EdiSES, 2020.

La versione ebook del libro (https://www.edisesuniversita.it/area_scientifica/lascialfari-principi-di-fisica-iii-ed.html) è stata personalizzata e integrata dal docente. Il materiale didattico distribuito dal docente, nonché le esercitazioni svolte dal tutor sono messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Google Classroom.

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Modulo: 27149 - FISICA
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Il testo suggerito è:
-F. Borsa e A. Lascialfari, Principi di fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico, EdiSES, 2020.

La versione ebook del libro (https://www.edisesuniversita.it/area_scientifica/lascialfari-principi-di-fisica-iii-ed.html) è stata personalizzata e integrata dal docente. Il materiale didattico distribuito dal docente, nonché le esercitazioni svolte dal tutor sono messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Google Classroom.