Leerdoelen
In deze cursus leer je:
- wiskundige modellen lezen, begrijpen (kunnen toelichten) en bekritiseren,
- klassieke modellen voor populatie dynamica begrijpen en herkennen,
- nieuwe wiskundige modellen opstellen voor biologische vraagstukken,
- theoretische resultaten vertalen naar een biologische interpretatie,
- dynamica van populaties op een computer analyseren en simuleren,
- toepassen van begrippen als stabiliteit, periodiek gedrag, attractor, hysterese, complex systemen,
- een mondelinge presentatie maken en presenteren in het Engels,
- schriftelijk rapporteren,
Vaardigheden
Bibliotheekgebruik, lezen en analyseren van een wetenschappelijk artikel, beroepsspecifieke tools, computer als leeromgeving, programmeren, uitvoeren van de onderzoekscyclus, omgaan met complexe systemen, mondelinge rapportage (Engels), schriftelijke rapportage (Engels).
|
|
Ingangseisen
Systeembiologie (jaar 1) of vergelijkbare kennis. Je kunt deze cursus niet volgen als je Theoretische ecologie behaald hebt.
Studiepad
Deze cursus behoort tot de studiepaden Theoretische Biologie & Bioinformatica, en Ecologie & natuurbeheer.
Inhoud
Theoretisch onderzoek speelt een belangrijke rol in de biologie. De cursus behandelt een groot aantal wiskundige modellen om te laten zien hoe men de dynamica van biologische populaties kan beschrijven en begrijpen. Voorbeelden van deze populatiedynamica zijn: ecologische voedselketens, epidemiologische modellen, bacteriën geïnfecteerd door fagen en populaties van cellen. Studenten worden vertrouwd gemaakt met het opstellen en analyseren van wiskundige modellen. Wiskundige modellen zouden na deze cursus niet langer als ‘black box’ beschouwd mogen worden. Resultaten van modellen, en hun biologische consequenties, moeten kritisch gewogen worden aan de hand van de inhoud, de complexiteit, de realiteit, en het formalisme van het model.
Klassieke wiskundige modellen worden opnieuw afgeleid. Door modellen zelf af te leiden uit eenvoudige biologische aannames leert de student dergelijke modellen kritisch te beschouwen en doet de student ervaring op met het zelf ontwikkelen van wiskundige modellen. De student leert de resultaten verkregen met dergelijke modellen vertalen naar een biologische interpretatie. Om de stabiliteit van evenwichten te kunnen bepalen behandelen we een aantal nieuwe wiskundige concepten zoals: matrix, eigenwaarde, partiele afgeleiden, Jacobi matrix en complexe getallen. Dit eerste onderdeel duurt 6 weken en wordt afgesloten met een tentamen.
Tijdens de tweede helft van de cursus lezen en bespreken we een aantal klassieke en recente artikelen, en zijn er een aantal gastcolleges van biologen die zowel experimenten doen als modellen gebruiken. Dit wordt afgesloten met een tentamen. Daarnaast werk je in een kleine groep aan een groot project dat doorlopen wordt aan de hand van een recente wetenschappelijke publicatie. In deze grote opdracht leer je deze kennis in praktijk brengen, primaire literatuur lezen, en doorloop je de onderzoekcyclus van vraagstelling, naar onderzoek, naar het presenteren van je resultaten (totaal 4 weken, afgesloten met een symposium en schriftelijk verslag in het Engels).
Werkvormen
Nieuwe stof wordt uitgelegd in hoorcolleges en geoefend in werkcolleges en computerpractica. We lezen en bespreken klassieke wetenschappelijke artikelen. In week 7-10 doorloop je de onderzoekcyclus en wordt zo zelfstandig mogelijk aan een groot project gewerkt. Daarnaast wordt tijd gereserveerd voor zelfstudie.
Toetsing
Het eindcijfer is een gewogen gemiddelde over de drie onderdelen. Voor de practica zelf krijg je geen cijfer, de deelname aan de practica is niet verplicht. In de praktijk blijken de practica essentieel voor een goed begrip van de stof.
Studiemateriaal
- Het e-boek “Modeling Population Dynamics in Biology” van de docent wordt bij aanvang van de cursus verstrekt (tegen de kostprijs van € 10) en is ook verkrijgbaar via http://tbb.bio.uu.nl/rdb/books.
- Het R-script grind.R wordt gebruikt om in RStudio wiskundige modellen te analyseren en is beschikbaar via http://tbb.bio.uu.nl/rdb/grindR.html.
Informatie
Tijdens de cursus krijg je actuele informatie via Blackboard en/of http://tbb.bio.uu.nl/rdb/bm
|
 |
|