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Home Freccia destra Scienze Biologiche L-13 Freccia destra Matematica, Statistica e Bioinformatica

Scienze Biologiche L-13

Matematica, Statistica e Bioinformatica

Settore scientifico disciplinare Numero crediti formativi (CFU) Docente
MAT/06 - INF/01 (MATH-03/B - INFO-01/A) 12 Stefano Baranzini, Leonardo Buscarini

Obiettivi formativi

Il corso fornisce allo studente conoscenze di base di matematica, statistica ed elementi di bioinformatica. Per la parte di matematica lo studente svilupperà le capacità di comprendere gli aspetti essenziali del ragionamento matematico e della metodologia matematica. Lo studente affronterà i concetti base della teoria delle funzioni regolari e sarà introdotto al calcolo differenziale ed integrale. Completano la formazione la formazione l’acquisizione dei fondamenti della statistica descrittiva e l’introduzione al calcolo delle probabilità.

Per l’ambito bioinformatico, il corso si propone di fornire allo studente conoscenze di base per lo studio dei problemi biologici che vanno dall’ambito molecolare fino a quello in cui l’organismo è considerato in tutta la sua interezza.

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

Lo studente dovrà avere acquisito la conoscenza e capacità di comprensione:

-       degli aspetti essenziali del calcolo e dell’algebra;

-       i principi del calcolo differenziale ed integrale;

-       i concetti base dell’ICT (Information and Communication Techonology) e della navigazione in rete;

-       gli aspetti fondamentali per l’elaborazione di testi, articoli scientifici e presentazioni;

-       la realizzazione e gestione di fogli di calcolo;

-       la gestione di una banca dati;

-       la conoscenza di base dei principali applicativi utili nel settore della biologia;

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente dovrà sviluppare la capacità di applicare le conoscenze acquisite con particolare riferimento:

-       all’applicazione dei principi di matematica per la risoluzione dei problemi tipici del settore;

-       all’applicazione dei concetti base di statistica per la valutazione della ricerca e l’analisi dei problemi tipici della biologia;

-       all’utilizzo degli strumenti informatici per le ricerche, la preparazione di testi, di fogli di calcolo, di presentazioni, di gestione di banche dati;

 

Autonomia di giudizio

Lo studente dovrà aver acquisito capacità di giudizio critico nell’applicazione delle conoscenze acquisite nei vari ambiti della biologia. In particolare, dovrà orientarsi correttamente nell’applicazione dei principi fondamentali per la risoluzione dei problemi individuando adeguatamente le strategie di lavoro.

 

Abilità di comunicare

Lo studente svilupperà con l’aiuto dei docenti la capacità di sintesi e correlazione tra i vari argomenti, utilizzando un linguaggio scientifico appropriato ai fini di una comunicazione puntuale e rigorosa anche con altri specialisti.

 

Capacità di apprendimento

Lo studente dovrà aver acquisito le basi per mantenere una capacità di apprendimento adeguata all’approfondimento e aggiornamento continuo delle proprie competenze in particolare per quanto riguarda la scelta delle statistiche opportune alla descrizione di particolari fenomeni oggetto di studio e l’aggiornamento continuo dei tools utili per il suo lavoro.

Testi consigliati

Il docente stabilisce la necessità di integrare il materiale fornito (videolezioni, slides, esercitazioni) con i seguenti testi, cui il docente può fare riferimento durante le lezioni:

 

Modulo I

-       Matematica di base - Seconda edizione. Autori: Anna Maria Bigatti, Lorenzo Robbiano. Zanichelli Editore

-       Statistica di base. Autore: Moore D.S. Editore: APOGEO

-       Elementi di Matematica. Autore: Marcellini P., Sbordone C. Editore: Liguori

 

Modulo II

- Paolo Camagni, Algoritmi e basi della programmazione, Hoepli

- J. Glenn Brookeshear, “Informatica Una Panoramica Generale”, Pearson/Addison Wesley

 

Modalità di accertamento dei risultati di apprendimento acquisiti dallo studente

 L'acquisizione dei risultati di apprendimento previsti viene accertata attraverso: le attività di autovalutazione associate ad ogni video-lezione, i test associati alla didattica sincrona, la prova intermedia online e la prova finale in presenza. -       Test di autovalutazione: i test di autovalutazione permettono allo studente di monitorare la comprensione degli argomenti somministrati ed eventualmente di attivarsi per colmare le lacune. -       Test post-didattica sincrona: I test successivi alla didattica sincrona verificano l’applicazione delle conoscenze in situazione guidata e la capacità di apprendimento autonomo. Consentono di osservare l’uso operativo dei saperi e la capacità di trasferimento. -       La prova intermedia online e la prova finale in presenza: consente una verifica sistematica e standardizzata delle conoscenze disciplinari e della comprensione concettuale e permette di valutare l’autonomia di giudizio, ovvero la capacità di formulare valutazioni motivate e sostenere argomentazioni critiche.

Modalità di esame

Tre modalità di svolgimento degli esami di profitto alternative.

1) Prova intermedia online

• 24 domande a risposta multipla, ciascuna con 4 opzioni di risposta.

• La prova intermedia verterà sull’intero programma del corso, con esclusione delle ultime 10 lezioni, che costituiranno invece oggetto della prova di profitto finale.

Prova di profitto finale in presenza

• La prova di profitto finale si svolge su 7 domande a risposta multipla sulle ultime 10 lezioni del programma (6 domande ordinarie più una domanda aggiuntiva per l’eventuale attribuzione della lode).

• La domanda dedicata alla lode verrà considerata esclusivamente nel caso in cui tutte le precedenti 30 domande siano state svolte correttamente.

• La prova di profitto finale verterà sulle ultime 10 lezioni del programma.

 

2) Esame Unico in presenza con Tablet

• La prova è composta da 31 domande a risposta multipla con 4 opzioni di risposta.

• L’esame unico verterà sull’intero programma del corso.

 

3) Esame Unico in presenza a Roma in modalità Orale

Gli esami orali in presenza si svolgeranno nei mesi di febbraio e settembre 2027.

Propedeuticità

Non sono previste propedeuticità.

Prerequisiti

Non sono previsti specifici prerequisiti se non quelli riconducibili alla verifica delle competenze in ingresso dichiarate per l’ambito delle discipline matematiche e informatiche.

ORGANIZZAZIONE DIDATTICA

 Modalità di erogazione del corso: Il corso si articola in 3 moduli. Sono comprese videolezioni e attività di didattica interattiva. I contenuti delle videolezioni sono parte integrante del programma d’esame, ma per numerosi argomenti sono necessari ulteriori approfondimenti ed è raccomandata la consultazione dei libri di testo indicati dai docenti.  Attività didattiche previste: Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica sincrona (DS per cui è prevista premialità), saranno costituite da 7 ore per CFU e ripartite secondo una struttura di almeno 2,5 ore di DE (5 ore, tenuta in considerazione la necessità di riascolto) e di 2 ore di DS per ciascun CFU.  Le lezioni di Didattica sincrona sono facoltative verranno ripetute nei due semestri (I semestre da Set a Gen, II semestre da Feb a Lug).   Attività didattica erogativa (30 ore): ·       60 lezioni frontali videoregistrate, della durata di circa 30 minuti ciascuna, sempre disponibili in piattaforma (ogni videolezione corrisponde a 1 ora di didattica erogativa considerando la necessità di riascolto).   Attività didattica sincrona (24 ore per ciascun semestre): Si organizzano 24 incontri da 1 ora ciascuno interattivi periodici in videoconferenza nella sezione dedicata Didattica Sincrona su tematiche specifiche del programma o di approfondimento.   Attività di autoapprendimento: •    test di autovalutazione con domande a scelta multipla, alla fine di ogni modulo L'articolazione tra DE e DS, per ciascun modulo, sarà organizzata coerentemente con gli obiettivi formativi specifici dell’insegnamento.

Ricevimento studenti

I docenti saranno a disposizione per il ricevimento degli studenti mediante videoconferenza una volta a settimana. I docenti saranno sempre reperibili via e-mail o tramite il forum presente in piattaforma didattica. Su richiesta degli studenti, potranno essere organizzati ulteriori incontri interattivi in videoconferenza in date da concordare.

Programma del corso

Modulo I – Matematica e statistica

-    Insiemi e sottoinsiemi. Operazioni e relazioni fra insiemi. Principali insiemi numerici. Rapporti. Proporzioni. Percentuali. Potenze. Logaritmi. La notazione scientifica

-   Variabili. Coordinate cartesiane. Il piano cartesiano. Dalla tabella al grafico. Proporzionalità diretta. Proporzionalità inversa. I vettori. Rappresentazione e calcolo vettoriale. Definizione, esistenza, caratteristiche e rappresentazione grafica delle funzioni elementari. Retta. Funzioni polinomiali. Funzioni fratte. Funzioni esponenziale e logaritmica. Funzioni trigonometrche.

-    Definizione, principali teoremi ed operazioni sui limiti. Limiti delle funzioni elementari. Limiti notevoli. Progressioni. Serie. Serie aritmetica e serie geometrica.

-    Definizione, significato geometrico, esistenza della funzione derivata. Derivate delle funzioni elementari. Principali teoremi ed operazioni sulle derivate. Elementi di calcolo integrale: definizione, significato geometrico, teorema fondamentale. Alcune primitive di funzioni elementari.

-      Raccolta e presentazione dei dati. Principali indici di posizione e di dispersione nella statistica descrittiva. Tipi di variabili statistiche. Teoria della Misura. Precisione e accuratezza di un procedimento di misurazione. Errore casuale ed errore sistematico. Frequenze e intervalli di frequenza. Le rappresentazioni grafiche: i principali tipi di diagrammi e il loro utilizzo.

-       Introduzione al calcolo delle probabilità. Definizioni, concetti, primi teoremi.

 

Modulo II – Informatica

-       Fondamenti del computer: hardware, software, reti e sicurezza, uso del computer: gestione dei file e delle cartelle;

-       Navigazione in rete: ricerca delle informazioni, comunicazione online e uso della posta elettronica;

-       Documenti e fogli elettronici e di calcolo;

-       Gestione di basi di dati: preparazione di Data Base, sviluppo di formule standard e funzioni, creazione e formattazione di grafici o tabelle, utilizzo di applicazioni;

-       Realizzazione presentazioni. Creare, formattare, modificare e preparare presentazioni professionali. Strumenti avanzati per una comunicazione efficace.

La ripartizione degli argomenti per la prova intermedia e la prova finale è la seguente. 

PROVA INTERMEDIA

Modulo di matematica e statistica

  1. Richiami di geometria
  2. Angoli
  3. Strumenti matematici 1
  4. Strumenti matematici 2
  5. Strumenti di base: equazioni
  6. Teoria degli insiemi
  7. Esercitazione: Insiemi
  8. Il piano cartesiano
  9. Elementi di calcolo vettoriale
  10. Esercitazione: piano cartesiano e vettori
  11. Le funzioni
  12. Funzioni elementari 1
  13. Funzioni elementari 2
  14. Esercitazione: Studio di funzioni 1
  15. Esercitazione: Studio di funzioni 2
  16. Esercitazione: La funzione modulo
  17. Limiti di funzione
  18. Esercitazione: Limiti
  19. Successioni e Serie numeriche
  20. Esercitazione: Successioni e Serie numeriche
  21. Derivate
  22. Esercitazione: Derivate
  23. Fondamenti di calcolo integrale
  24. Esercitazione: gli integrali
  25. Statistica: Concetti di base
  26. Frequenze
  27. Rappresentazione grafica
  28. Indici
  29. Esercitazione: Statistica di base
  30. Calcolo combinatorio
  31. Probabilità
  32. La distribuzione normale

Modulo di Informatica

  1. Definizioni
  2. Panoramica hardware
  3. Periferiche di I/O
  4. File System
  5. Software
  6. Prima parte - Sistemi operativi
  7. Seconda parte - Sistemi operativi
  8. Prima parte - Linguaggi di programmazione
  9. Seconda parte - Linguaggi di programmazione
  10. Prima parte - Reti di calcolatori
  11. Seconda parte - Reti di calcolatori
  12. Sicurezza informatica
  13. Diritti e Licenze
  14. Prima Parte - Internet
  15. Seconda Parte - Internet
  16. Prima Parte - L'HTML
  17. Seconda Parte - L'HTML
  18. Prima Parte - il Modello ER
  19. Seconda Parte - il Modello ER
  20. Prima Parte - il Modello Relazionale
  21. Seconda Parte - il Modello Relazionale

    PROVA FINALE IN PRESENZA

  22. Prima Parte - L'SQL
  23. Seconda Parte - L'SQL
  24. DBMS
  25. Prima Parte - Editor di testi
  26. Seconda Parte - Editor di testi
  27. Prima Parte - Foglio di Calcolo
  28. Seconda Parte - Foglio di Calcolo
  29. Presentazioni
  30. Access
  31. MySQL


Lezioni

Richiami di geometria

Angoli

Definizioni

Strumenti matematici 1

Panoramica hardware

Strumenti matematici 2

Periferiche di I/O

Strumenti di base: equazioni

File System

Teoria degli insiemi

Software

Esercitazione: Insiemi

Prima parte - Sistemi operativi

Il piano cartesiano

Seconda parte - Sistemi operativi

Elementi di calcolo vettoriale

Prima parte - Linguaggi di programmazione

Esercitazione: piano cartesiano e vettori

Seconda parte - Linguaggi di programmazione

Le funzioni

Prima parte - Reti di calcolatori

Funzioni elementari 1

Seconda parte - Reti di calcolatori

Funzioni elementari 2

Sicurezza informatica

Esercitazione: Studio di funzioni 1

Diritti e Licenze

Esercitazione: Studio di funzioni 2

Prima Parte - Internet

Esercitazione: La funzione modulo

Seconda Parte - Internet

Limiti di funzione

Prima Parte - L'HTML

Esercitazione: Limiti

Seconda Parte - L'HTML

Successioni e Serie numeriche

Prima Parte - il Modello ER

Esercitazione: Successioni e Serie numeriche

Seconda Parte - il Modello ER

Derivate

Prima Parte - il Modello Relazionale

Esercitazione: Derivate

Seconda Parte - il Modello Relazionale

Fondamenti di calcolo integrale

Prima Parte - L'SQL

Esercitazione: gli integrali

Seconda Parte - L'SQL

Statistica: Concetti di base

DBMS

Frequenze

Prima Parte - Editor di testi

Rappresentazione grafica

Seconda Parte - Editor di testi

Indici

Prima Parte - Foglio di Calcolo

Esercitazione: Statistica di base

Seconda Parte - Foglio di Calcolo

Calcolo combinatorio

Presentazioni

Probabilità

Access

La distribuzione normale

MySQL