Fisica, chimica, informatica, biostatistica e inglese

OBIETTIVI DEL MODULO
Presentazione dei principi di base della Fisica, con riferimenti ed applicazioni alle tematiche proprie della Medicina e della Biologia allo scopo di evidenziare l'importanza della materia per l'analisi e la comprensione dei fenomeni naturali.

PROGRAMMA DEL MODULO (il programma potrà subire variazioni in relazione al docente che terrà il corso nell'a.a. 2018/19)
- INTRODUZIONE: · Introduzione alle Scienze ed alla Fisica · Il metodo Scientifico · La misura delle grandezze fisiche, unità di misura · Sistema Internazionale, grandezze fondamentali e derivate · Stima del valore e dell'incertezza in una serie di misure · Cifre significative e arrotondamento · Notazione scientifica, ordini di grandezza. (1h)
- CINEMATICA: · Tempo · Spazio · Velocità · Fenomeni periodici e onde · Misura della durata di un fenomeno · La frequenza · Misura della massa inerziale · Misura della lunghezza, area, volume · La densità · Legge oraria · Velocità media ed istantanea · Accelerazione. (1h)
- LE FORZE: · La forza · I tre principi della dinamica · Moto rettilineo uniforme · Moto rettilineo uniformemente accelerato · La legge di gravitazione universale e l'accelerazione di gravità · La forza peso · La caduta libera. (2h)
- DINAMICA I: · Principio di conservazione dell'energia · Forme di energia · Il lavoro e l'energia · La potenza · Forze conservative e dissipative · Energia potenziale · Energia cinetica. (2h)
- DINAMICA II: · Teorema dell'energia cinetica · Conservazione dell'energia meccanica · Momento lineare e legge di conservazione · Centro di massa · Moti rotazionali: velocità ed accelerazione angolare · Momento d'inerzia. (2h)
- STATICA: · Le macchine semplici · Momento di una forza · Momento angolare e legge di conservazione · La statica e le sue equazioni cardinali: l'equilibrio · Le macchine semplici ed il guadagno meccanico · Le leve. (2h)
- FENOMENI TERMICI I: · Forze dissipative: l'attrito, il rendimento di una macchina · Proprietà/grandezze estensive ed intensive · Il peso specifico · La pressione · Le fasi della materia · Interazioni molecolari ed energia interna · La temperatura ed il calore · Il trasporto del calore · La misura operativa della temperatura. (2h)
- FENOMENI TERMICI II: · La dilatazione/contrazione termica · La capacità termica ed il calore specifico · La conducibilità termica · Emittività · La termodinamica, le variabili di stato, i sistemi termodinamici · Gas ideali, equazione di stato. (2h)
- TERMODINAMICA: · Principio zero della termodinamica · Primo principio della termodinamica · Secondo principio della termodinamica · L'entropia · Terzo principio della termodinamica · Potenziali termodinamici, stati di equilibrio ed energie libere. (2h)
- FLUIDOSTATICA: · I fluidi · Isotropia delle pressioni · Legge di Stevino: la pressione idrostatica · Principio di Pascal · Principio di Archimede · La tensione superficiale, la capillarità · La portata. (2h)
- FLUIDODINAMICA, FENOMENI ELETTROMAGNETICI: · Teorema di Bernulli · La viscosità · Moto laminare, moto turbolento · La carica elettrica · L'atomo: struttura microscopica · La carica elettrica · Forza di Coulomb · Il campo ed il potenziale elettrico · La corrente elettrica · Le leggi di Ohm, resistenza e resistività · Potenza elettrica ed effetto Joule · I campi magnetici · Il laser. (3h)
- OTTICA, ACUSTICA, FISICA NUCLEARE, FISICA MEDICA: · Onde sonore · Cenni di ottica · Cenni di acustica · Cenni di Fisica Nucleare · La Fisica in Medicina · Tecniche diagnostiche: applicazioni della Fisica. (3h)

A partire dalla quarta lezione, nei primi 30 minuti della lezione vengono proposti e risolti esercizi e temi d'esame relativi agli argomenti già trattati nelle lezioni precedenti.

L'obiettivo del modulo è quello di fornire le basi di chimica generale necessari alla comprensione dei contenuti di corsi impartiti successivamente, con particolare riguardo al corso di Biochimica e Biologia Molecolare. Oltre a conoscenze generali sull'uso di formule e terminologie chimiche per la descrizione della composizione qualitativa e quantitativa e reattività delle sostanze, sono approfonditi aspetti legati all'equilibrio chimico, alla termodinamica e alla cinetica, informazioni essenziali per la comprensione dei processi biologici. Ciascun argomento viene presentato in una breve lezione teorica cui seguono esercizi pratici svolti collettivamente in classe. Uno degli obiettivi del corso, infatti, è enfatizzare l'estrema importanza dell'applicazione di un approccio quantitativo in ogni campo delle scienze.

Lezioni frontali
Tabella periodica degli elementi: elementi, peso atomico, numero ossidazione, proprietà periodiche (1 ora)
Tipi di legame chimico, reazioni chimiche (1 ora)
Concetti quantitativi in chimica: moli, molarità (1 ora)
Stato di aggregazione delle sostanze (1 ora)
Equilibrio chimico: reazioni irreversibili e reversibili (1 ora)
Acqua, soluzioni acquose e concetto di dissociazione elettrolitica (1 ora)
Acidi, basi, concetto di pH (3 ore)
Soluzioni tampone (2 ore)
Reazioni di ossidoriduzione e potenziale redox (1 ora)
Termodinamica e cinetica delle reazioni chimiche (2 ore)
Chimica organica: concetto di catena idrocarburica e gruppi funzionali (doppi legami, ossidrile alcolico, carbonile, carbossile) (2 ore)

Attività esercitative
Stechiometria: esercizi su formule di struttura di molecole e ioni inorganici di importanza biologica (2 ore) (aula)
Stechiometria: esercizi su calcoli quantitativi su masse e concentrazioni delle soluzioni (3 ore) (aula)
Stechiometria: esercizi su dissociazione elettrolitica (1 ora) (aula)
Stechiometria: esercizi su calcolo del pH di soluzioni acide e basiche (3 ore) (aula)
Laboratorio pratico: titolazione di una soluzione acida con una base; indicatori di pH (3 ore) (laboratorio didattico Chimica)
Stechiometria: calcoli sulle soluzioni tampone (2 ore) (aula)
Chimica organica: formule di struttura di semplici composti organici (idrocarburi, alcoli, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici) (2 ore) (aula)

Obiettivi formativi: acquisizione dei concetti di base dell'informatica e della statistica descrittiva ed inferenziale applicata ai dati biologici, acquisizione di competenze di base per l'utilizzo di elaboratori di testi e fogli elettronici per l'analisi dei dati biologici.

1. Didattica frontale

· Introduzione alla materia: importanza della biostatistica e della conoscenza di strumenti di analisi dei dati in Medicina Veterinaria. Statistica descrittiva e inferenziale. Campioni e popolazioni. Tipi di variabili: qualitative, quantitative. Precisione, accuratezza e distorsione (1 h)
· Statistica descrittiva. Tabelle di frequenza, assoluta, relativa e cumulata. Diagrammi e istogrammi. Percentili e quantili. Media aritmetica e geometrica, mediana, moda, differenza interquartile. Range di variazione, devianza, varianza, deviazione standard, coefficiente di variazione (2 h)
· Probabilità. Distribuzioni campionarie. Test statistico. Regole di base della probabilità. Le tabelle di contingenza. Teorema di Bayes nelle applicazioni diagnostiche: falsi positivi; probabilità a priori e a posteriori. La distribuzione campionaria di una stima: l'errore standard. L'intervallo di confidenza. La verifica delle ipotesi. Ipotesi nulla e alternativa significatività statistica e P-value. Verifica delle ipotesi e intervalli di confidenza. Errore di I e II specie (2 h)
· L'analisi delle proporzioni: la distribuzione binomiale. La stima delle proporzioni: intervallo di confidenza ed errore standard di una proporzione. Il test del chi quadrato. La casualità nel tempo e nello spazio: la distribuzione di Poisson. La distribuzione normale.La distribuzione normale standardizzata. Il teorema del limite centrale (2 h)
· L'inferenza in una popolazione con distribuzione normale: la distribuzione t, assunti e proprietà. Il test t per un campione. Il test t per il confronto fra due medie.Dati appaiati ed indipendenti. Il confronto fra le medie di più gruppi: analisi della varianza (2 h)
· Misure di relazione fra le variabili: covarianza. Correlazione e regressione lineare. Equazione della retta di regressione. Metodo dei minimi quadrati (2 h)
· Introduzione alla scienza della informazione: Concetto di informazione, algoritmo, codifica e linguaggio. La codifica delle informazioni, dati, lettere e immagini. Numerazione decimale, esadecimale, binaria. La codifica di testi: il formato ASCII e UNICODE. I formati per le immagini: grafica bitmap e grafica vettoriale (3 h)
· Utilizzo di fogli elettronici per l'analisi dei dati biologici: operatori, riferimenti assoluti e relativi, gestione dei dati biologici, formule e strumenti per l'analisi statistica dei dati (2 h)

2. Esercitazioni pratiche con PC:

· Banche dati: CAB Abstract (3 h), PUbMed (3 h), OPAC (3 h)
· Utilizzo dei fogli elettronici: Importazione dei dati e loro formati. Lavorare con tabelle e grafici Lavorare con le date (2 h)
· Le variabili statistiche e la loro rappresentazione: progettazione di questionari per la costruzione di dataset contenenti i diversi tipi di variabili. Randomizzazione (3 h)
· Analisi di dataset: importazione e controllo dei dati, loro formattazione, controllo di qualità dei dati (2 h)
· Costruzione di tabelle e grafici appropriati per l'analisi dei diversi tipi di variabili: diagrammi a barre appaiate e sovrapposte,diagrammi a torte; mappe; diagrammi di dispersione, istogrammi, regola di Sturges, percentili e quantili, distribuzioni di frequenze cumulate, tabelle di contingenza (4 h)
· Statistiche descrittive: Calcolo delle principali misure di posizione e dispersione: media aritmetica e geometrica, moda, mediana, percentili e quantili (3 h)
· Range di variazione; intervallo interquartile; devianza varianza deviazione standard e coefficiente di variazione (3 h)
· Valutazione della normalità di una distribuzione. Individuazione e valutazione degli outlier (2 h)
· Errore standard. Intervallo di confidenza di una media con varianza nota e non. Intervallo di confidenza ed errore standard di una proporzione (4 h)
· Il test del chi quadrato per la valutazione della bontà di adattamento e per l'analisi delle tabelle di contingenza (2 h)
· Uso delle tabelle statistiche e delle funzioni di excel per la determinazione dei valori critici delle diverse distribuzioni (2 h)
· Test t per dati appaiati e indipendenti (3 h)
· Valutazione dell'ipotesi di uguaglianza delle varianze (1 h)
· Analisi della varianza ad uno e due fattori. Test F (2 h)
· Test Post-hoc: Dunnet e Scheffè. (2 h)
· Misure di relazione: covarianza, Correlazione (2 h)
· Regressioni lineari. Valori previsti. Residui. Coefficiente di determinazione (2 h)

OBIETTIVI
· Consolidamento delle conoscenze linguistiche pregresse
· Sviluppo delle abilità necessarie per
a. estrarre dati importanti di informazione da testi scritti di tipo generale e settoriale;
b. comprendere e socializzare con persone anglofone;
c. produrre e utilizzare semplici strumenti in forma scritta.
ARTICOLAZIONE DEL MODULO
Il Modulo, articolato in 3 CFU, comprende:
- didattica frontale (3 CFU - 24 ore) costituita da lezioni frontali relative alle strutture della lingua, alla comprensione di testi scientifici scritti e orali, alla terminologia scientifica, alla considerazione e produzione di testi scientifici in lingua inglese..

PROGRAMMA DEL MODULO (il programma potrà subire variazioni in relazione al docente che terrà il corso nell'a.a. 2018/19)
Didattica Frontale


1. Introduzione all'inglese scientifico (ESP) - Basi dell'inglese scientifico 1 - Lettura e comprensione di un testo scientifico;
2. Basi dell'inglese scientifico 2 - Ascolto e comprensione di un video scientifico;
3. La terminologia scientifica - Lettura e comprensione di un testo scientifico;
4. I tempi verbali dell'inglese scientifico - Ascolto e comprensione di un video scientifico;
5. Sostantivo/Verbo: concordanza - Lettura e discussione relative alla carriera veterinaria;
6. Aggettivi e Indicatori di quantità - Lettura e discussione relative ad animali di interesse veterinario;
7. Scrivere in inglese per le scienze (English for Specific Purpose -ESP): Fondamenti 1- Formulare ipotesi - Modello IMRAD per la scrittura;
8. Scrivere in inglese per le scienze: Fondamenti 2 - Forma passiva del verbo - Esempio di sintesi introduttiva a un articolo scientifico;
9. Scrivere in inglese per le scienze : Esempi di presentazioni in Power Point;
10. Scrivere in inglese per le scienze : Esempi di articoli scientifici;
11. Scrivere in inglese per le scienze : Esempi di comunicazioni brevi e audioslide;
12. Presentazione di Test per Certificazioni Internazionali della lingua inglese: TOEFL e IELTS - Simulazione test di lingua inglese generale/scientifica relativo al Corso.