FISICA STATISTICA ED INFORMATICA

Anno accademico 2020/2021 - 1° anno
Docenti Crediti: 10
Organizzazione didattica: 250 ore d'impegno totale, 180 di studio individuale, 70 di lezione frontale
Semestre:
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Obiettivi formativi

  • INFORMATICA

    Al termine del corso, lo studente acquisirà familiarità con i concetti fondamentali dell’informatica, con la codifica delle informazioni, l'architettura di un elaboratore, i sistemi operativi e gli applicativi software. Possiederà inoltre una conoscenza globale su internet e le reti di computer, sulla teoria delle basi di dati (Acces), sulle applicazioni dell’informatica in contesto oftalmologico, oltre a conoscenze pratiche sull’uso di un sistema operativo e del pacchetto office (Word, Excel).

  • STATISTICA MEDICA

    Fornire i concetti di base per sviluppare le competenze statistico-metodologiche applicate all’analisi dei fenomeni biomedici oggetto d’indagine. Fornire la preparazione per l’apprendimento dei principali strumenti di rilevazione, misura ed elaborazione dei dati biomedici.

  • FISICA APPLICATA

    Il Modulo di Fisica Applicata intende dare una formazione di base sui principi fisici propedeutici ad altre importanti discipline del Corso di Laurea, che si fondano sulla fenomenologia fisica o di essa fanno frequente uso. Il corso si ripromette altresì di dare i rudimenti concettuali necessari per una comprensione pur sommaria di alcune importanti tecnologie di uso sempre più di frequente in campo medico e tecnologico.

    Gli Obiettivi formativi specifici di questo corso, inquadrati nell'ambito dei Descrittori di Dublino, sono:

    1. Conoscenza e capacità di comprensione: conoscere i principi fondamentali della fisica e le loro implicazioni in campo biomedico, con particolare riferimento ad argomenti quali l’ottica geometrica e l’ottica fisica;
    2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate: sviluppare semplici modelli di fenomeni fisici mediante un primo approccio al metodo scientifico, risolvere semplici problemi di fisica sugli argomenti più direttamente connessi al campo biomedico;
    3. Autonomia di giudizio: fornire valutazioni quantitative e stime dei fenomeni analizzati;
    4. Abilità comunicative: descrivere in forma orale e scritta, con proprietà di linguaggio e rigore terminologico, un argomento scientifico, illustrandone motivazioni e risultati;
    5. Capacità di apprendere: sviluppare l'attitudine allo studio indipendente e all'aggiornamento continuo sull'applicazione di tecniche fisiche in diversi campi dell'attività umana.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

  • INFORMATICA

    Lezioni teoriche e pratiche svolte in aula, assegnazione e relativa correzione di esercitazioni pratiche al computer da svolgere in aula, sotto forma di laboratorio, e fuori aula, sotto forma di homework.

    n.b. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

  • STATISTICA MEDICA

    Il corso prevede lezioni frontali in cui viene incoraggiata l'interazione continua con gli studenti ed esercitazioni in aula e in aula multimediale per sviluppare la capacità di applicare la conoscenza acquisita durante il corso.

    Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

  • FISICA APPLICATA

    L’insegnamento verrà svolto mediante lezioni frontali con l'utilizzo di materiale multimediale (presentazioni ppt con immagini, video e animazioni).

    Verranno svolte diverse esercitazioni in aula, sotto la guida del docente o in gruppo.

    N.B. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

  • INFORMATICA

    Nessuno.

  • STATISTICA MEDICA

    Nessuno

  • FISICA APPLICATA

    Nozioni elementari di Fisica (unità di misura delle principali grandezze fisiche, variabili cinematiche, dinamiche e termodinamiche) e di Matematica (risoluzione di equazioni lineari, principali funzioni matematiche quali seno, coseno, esponenziale)


Frequenza lezioni

  • INFORMATICA

    Obbligatoria.

  • STATISTICA MEDICA

    Obbligatoria

  • FISICA APPLICATA

    Frequenza Obbligatoria. Percentuale di presenze minima: 70%.

    Si consiglia una frequenza costante poichè durante il corso delle lezioni è possibile intervenire con domande e richieste di chiarimento e partecipare alle esercitazioni.


Contenuti del corso

  • INFORMATICA

    1. Introduzione all’informatica
    2. La codifica e la rappresentazione delle informazioni
    3. Architettura dei calcolatori
    4. Il sistema operativo e gli applicativi software
    5. Le Reti di calcolatori ed internet
    6. Ipertesti e codice HTML
    7. La sicurezza in rete ed i malware
    8. Introduzione alle basi di dati
    9. Elementi di informatica medica
    10. La tecnologia al servizio della diagnostica oculare
    11. Le protesi retiniche
    12. La video scrittura: Microsoft Word
    13. Il foglio di calcolo: Microsoft Excel
    14. Le basi di dati: Microsoft Access
    15. Gli strumenti di presentazione: Microsoft PowerPoint

  • STATISTICA MEDICA

    Le variabili biologiche. Tabulazione e rappresentazioni grafiche. Indicatori della tendenza centrale. Indici di variabilità o dispersione. Cenni di analisi bivariata. Cenni di calcolo della probabilità e inferenza statistica. Test per il controllo delle ipotesi.

  • FISICA APPLICATA

    1) Fenomeni ondulatori

    Le onde, moto armonico, oscillazioni smorzate e forzate, classificazione delle onde, equazione di propagazione di un’onda, rappresentazione a raggi e fronti d’onda, principio di Huygens, principio di sovrapposizione, riflessione e trasmissione delle onde, dispersione della luce, interferenza, battimenti, diffrazione, luce polarizzata.

    2) Ottica Fisica

    Le onde elettromagnetiche, classificazione spettrale, la natura della luce, ottica geometrica, riflessione e rifrazione, riflessione totale, fibre ottiche ed applicazioni (endoscopia), luce laser e suo utilizzo in medicina, prisma e suo utilizzo in optometria, diottro, lenti sottili, aberrazioni delle lenti, le superfici speculari.

    3) L’ottica in biologia e in medicina

    Il microscopio semplice e composto, l’occhio come sistema ottico, punti e assi di riferimento dell’occhio, determinazione delle distanze, acuità visiva, i difetti dell’occhio, la percezione dei colori.

    4) Onde acustiche

    Propagazione delle onde sonore, livelli di intensità sonora, gli ultrasuoni, flussimetria Doppler, ecografia e modi di analisi ecografica.

    5) Le radiazioni in biologia e medicina

    Il nucleo atomico, isotopi, decadimento nucleare, attività radioattiva, radiazioni ionizzanti e interazione con la materia, tomografia ottica coerente (OCT), effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, dosimetria e radioprotezione, hadron terapia.


Testi di riferimento

  • INFORMATICA

    Luca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill.
    Slides del docente
    Qualsiasi testo valido per il conseguimento della European Computer Driver Licence.

  • STATISTICA MEDICA

    Biostatistica - M.Pagano, K.Gauvreau - II edizione italiana, Idelson-Gnocchi

  • FISICA APPLICATA

    1) Scannicchio D. : Fisica Biomedica, Ed. Edises – Napoli 2015

    2) Giancoli D.C.: Fisica. Principi e applicazioni, Casa Editrice Ambrosiana – Milano

    3) Serwey R.A. e Jewett J.W.: Principi di Fisica, Ed. Edises – Napoli

    4) Contessa G.M. e Marzo G.A.: Fisica applicate alle scienze mediche, CEA - Milano 2019


Programmazione del corso

INFORMATICA
 ArgomentiRiferimenti testi
1Introduzione all'informaticaLuca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill. 
2La codifica e la rappresentazione delle informazioni Luca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill. 
3Architettura dei calcolatoriLuca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill. 
4Il sistema operativo e gli applicativi softwareLuca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill. 
5Le Reti di calcolatori ed internet Luca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill. 
6Ipertesti e codice HTMLhttps://www.w3schools.com/html/ 
7La sicurezza in rete ed i malwareLuca Mari, Giacomo Buonanno, Donatella Sciuto - Informatica e cultura dell'informazione (seconda edizione), McGraw-Hill. 
8Introduzione alle basi di dati Slides del docente. 
9Elementi di informatica medicaSlides del docente. 
10La tecnologia al servizio della diagnostica oculare Slides del docente. 
11Cenni sulle protesi retinicheSlides del docente. 
12La video scrittura: Microsoft Word Qualsiasi testo valido per il conseguimento della European Computer Driver Licence. 
13Il foglio di calcolo: Microsoft Excel Qualsiasi testo valido per il conseguimento della European Computer Driver Licence. 
14Le basi di dati: Microsoft Access Qualsiasi testo valido per il conseguimento della European Computer Driver Licence. 
15Gli strumenti di presentazione: Microsoft PowerPointQualsiasi testo valido per il conseguimento della European Computer Driver Licence. 
STATISTICA MEDICA
 ArgomentiRiferimenti testi
1ProgrammaTesto e materiale ad hoc che verrà distribuito durante il corso delle lezioni e sarà reso disponibile sul sito Studium 
FISICA APPLICATA
 ArgomentiRiferimenti testi
1Le onde1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 12; 4) Capitolo 10 
2Moto armonico1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 12; 4) Capitolo 10 
3Oscillazioni smorzate e forzate1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 12 
4Classificazione delle onde1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 12; 4) Capitolo 10 
5Equazione di propagazione di un’onda1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 12 
6Rappresentazione a raggi e fronti d’onda1) Capitolo 12; 2) Capitolo 23; 3) Capitolo 12 
7Principio di Huygens1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 14 
8Principio di sovrapposizione1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 14; 4) Capitolo 10 
9Riflessione e trasmissione delle onde1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 12 
10Interferenza1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 14 
11Battimenti1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 14 
12Diffrazione1) Capitolo 12; 2) Capitolo 11; 3) Capitolo 14 
13Le onde elettromagnetiche1) Capitolo 21; 2) Capitolo 22; 3) Capitolo 24; 4) Capitolo 10 
14Classificazione spettrale1) Capitolo 21; 2) Capitolo 22; 3) Capitolo 24; 4) Capitolo 10 
15La natura della luce1) Capitolo 21; 2) Capitolo 24; 3) Capitolo 24; 4) Capitolo 10 
16Ottica geometrica1) Capitolo 21; 2) Capitolo 23; 3) Capitolo 25; 4) Capitolo 10 
17Riflessione e rifrazione1) Capitolo 12; 2) Capitolo 23; 3) Capitolo 25; 4) Capitolo 10 
18Riflessione totale1) Capitolo 12; 2) Capitolo 23; 3) Capitolo 25; 4) Capitolo 10 
19Fibre ottiche ed applicazioni (endoscopia)1) Capitolo 22; 2) Capitolo 23; 4) Capitolo 10; 4) Capitolo 10 
20Luce laser e suo utilizzo in medicina1) Capitolo 25; 4) Capitolo 10 
21Diottro1) Capitolo 21 
22Lenti sottili e aberrazioni1) Capitolo 21; 2) Capitolo 23 e 25; 3) Capitolo 26 
23Superfici speculari1) Capitolo 21; 3) Capitolo 26 
24Il microscopio semplice e composto1) Capitolo 22; 2) Capitolo 25 
25L’occhio come sistema ottico1) Capitolo 23; 2) Capitolo 25; 4) Capitolo 10 
26Acuità visiva1) Capitolo 23; 2) Capitolo 25 
27I difetti dell’occhio1) Capitolo 23; 2) Capitolo 25; 4) Capitolo 10 
28La percezione dei colori1) Capitolo 23 
29Propagazione delle onde sonore1) Capitolo 13 e 14; 2) Capitolo 12; 3) Capitolo 13; 4) Capitolo 10 
30Livelli di intensità sonora1) Capitolo 14; 2) Capitolo 12; 3) Capitolo 13; 4) Capitolo 10 
31Gli ultrasuoni1) Capitolo 14; 2) Capitolo 12; 3) Capitolo 13; 4) Capitolo 10 
32Ecografia e modi di analisi ecografica1) Capitolo 14 e 28; 2) Capitolo 12 
33Il nucleo atomico e gli isotopi1) Capitolo 24 
34Decadimento nucleare e attività radioattiva1) Capitolo 24 
35Radiazioni ionizzanti e interazione con la materia1) Capitolo 26; 4) Capitolo 10 
36Tomografia ottica coerente(OCT)1) Capitolo 28 
37Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti1) Capitolo 26; 4) Capitolo 10 
38Dosimetria e radioprotezione1) Capitolo 27; 4) Capitolo 10 
39Hadron terapia1) Capitolo 27 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • INFORMATICA

    Assegnazione di esercizi, su parti teoriche e pratiche, da svolgere a casa e consegnare al docente per email, al fine di valutare l'apprendimento sui temi svolti. L'esame prevede una prova pratica al computer (sul pacchetto office) ed un esame orale sul programma svolto in aula. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

  • STATISTICA MEDICA

    Colloquio orale.

    La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

  • FISICA APPLICATA

    Le date degli appelli per il Corso Integrato sono riportati sul sito web del CdS http://www.biometec.unict.it/corsi/lsnt2-ortottica. Sono assicurati almeno 2 appelli per sessione.

    Si ricorda che il punteggio conseguito nella prova del modulo di Fisica Applicata concorrerà, mediante media pesata, al calcolo del voto finale del Corso integrato di Fisica Statistica e Informatica.

    La verifica dei contenuti del modulo di Fisica Applicata avviene abitualmente attraverso lo svolgimento di una prova scritta, che comprende n.2 quesiti scritti a risposta aperta (a scelta su 3) e n. 2 esercizi inerenti agli argomenti trattati. Il tempo a disposizione per lo svolgimento della prova è 1.5 ore. Il punteggio minimo per superare la prova del modulo di Fisica Applicata è 18.

    N.B. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica in forma orale, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

    Per la valutazione, verranno presi in considerazione i seguenti criteri:

    - conoscenze

    - capacità di problem solving e di calcolo

    - proprietà di linguaggio

    - capacità espositive e di sintesi

    - pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate

    - capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • INFORMATICA
    1. Convertire in binario i numeri decimali 17 e 12 e sottrarli tra loro.
    2. Disegnare lo schema a blocchi della macchina di Von Neumann, elencare le principali periferiche di Input e Output, entrando in dettaglio su di un solo rappresentante tra quelli elencati.
    3. Elencare e descrivere le tipologie di rete?
    4. In HTML, quale delle seguenti è la struttura di un tag?
      1. .
    5. In Access, quale funzione svolge il pulsante Ʃ?
      1. Mostrare le funzioni di raggruppamento dati nella struttura Query.
      2. Attivare il correttore testi.
      3. Verificare gli errori di inserimento nelle tabelle.
    6. In Access, quale ruolo viene svolto dalla chiave primaria?
    7. Identificare in modo univoco i campi in un record.
    8. Identificare in modo univoco le tabelle in un database.
    9. Identificare in modo univoco i record di una tabella.
    10. In Access, quale funzione consente di svolgere una maschera?
      1. Inserire dati.
      2. Nascondere dati.
      3. Eliminare dati.
    11. In Access, quale delle seguenti affermazioni è vera riferendosi al tipo di dato “testo lungo”?
      1. Consente stringhe di lunghezza non superiore a 255 caratteri.
      2. Consente l’inserimento solo di caratteri alfabetici e non numerici.
      3. Non è dotato del parametro dimensione del campo.
  • STATISTICA MEDICA

    La media, la moda e la mediana: definizioni e esempi di calcolo. Esempi di variabili biologiche.

  • FISICA APPLICATA

    Esempi di quesiti ed esercizi sono scaricabili da qui.

    I compiti d'esame dei precedenti anni accademici sono scaricabili dalla piattaforma STUDIUM.