Leerdoelen
In deze cursus leer je:
- wiskundige modellen lezen, begrijpen (kunnen toelichten) en bekritiseren,
- klassieke modellen voor populatiedynamica begrijpen en herkennen,
- nieuwe wiskundige modellen opstellen voor biologische vraagstukken,
- theoretische resultaten vertalen naar een biologische interpretatie,
- dynamica van populaties op een computer simuleren en analyseren,
- toepassen van begrippen als stabiliteit, periodiek gedrag, attractor, hysterese, complex systemen,
- een mondelinge presentatie maken en presenteren (in het Engels),
- schriftelijk rapporteren (in het Engels).
Vaardigheden
Lezen en analyseren van wetenschappelijk artikelen, beroepsspecifieke tools, computer als leeromgeving, programmeren in R, uitvoeren van de onderzoekscyclus, omgaan met complexe systemen, mondelinge rapportage (Engels), schriftelijke rapportage (Engels). Tijdens de cursus introduceren we ook een aantal nieuwe wiskundige concepten zoals: matrix, eigenwaarde, partiele afgeleiden, Jacobi matrix en complexe getallen.
|
 |
|
Ingangseisen
Kwantitatieve Biologie (voormalige Systeembiologie, jaar 1) of vergelijkbare kennis. Je kunt deze cursus niet volgen als je de voormalige cursus Theoretische ecologie reeds behaald hebt.
Studiepad
Deze cursus is onderdeel van het studiepad Theoretische Biologie & Bioinformatica en is aanbevolen voor Ecologie en Natuurbeheer, Evolutiebiologie, Gedragsbiologie, Mariene wetenschappen en Microbiologie.
Taal
De cursus wordt volledig in het Engels gegeven
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. De biologische consequenties van wiskundige resultaten moeten 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 te vertalen naar een biologische interpretatie. Inclusief een paar colleges wiskunde duurt dit onderdeel 6 weken. Het wordt afgesloten met een tentamen in week 7.
Tijdens de laatste 3 weken van de cursus lezen en bespreken we een aantal klassieke en recente artikelen en werk je in een kleine groep aan een project dat doorlopen wordt aan de hand van een recente wetenschappelijke publicatie. In deze opdracht breng je nieuwe kennis in praktijk, lees je primaire literatuur, en doorloop je de onderzoekcyclus van vraagstelling, naar onderzoek, naar het presenteren van je resultaten (totaal 3 weken, afgesloten met een symposium en schriftelijk verslag in het Engels).
Werkvormen
Nieuwe stof wordt uitgelegd in interactieve hoorcolleges. De stof wordt uitgebreid geoefend in werkcolleges met pen en papier opgaven en computersimulaties. We lezen en bespreken klassieke wetenschappelijke artikelen. In week 8-10 doorloop je de onderzoekcyclus en wordt zo zelfstandig mogelijk aan een groot project gewerkt. Er wordt ruim tijd gereserveerd voor zelfstudie.
Toetsing
Het eindcijfer is een gewogen gemiddelde van de eerste toets (50%), de tweede toets (25%), en het project (25%). Voor elk onderdeel moet je minimaal een 4 halen. Voor de werkcolleges zelf krijg je geen cijfer (deelname aan de werkcolleges is niet verplicht). In de praktijk blijken de werkcolleges essentieel voor een goed begrip van de stof.
Studiemateriaal
- We verstrekken een aantal e-boeken en artikelenbundels: (1) het e-boek “Biological Modeling of Populations”, (2) het antwoordenboek hiervan, (3) het e-boek “Matrices, Linearization, and the Jacobi matrix”, en (4) een bundel artikelen (alles tegen kostprijs). De e-boeken zijn ook verkrijgbaar via de publieke website van de cursus http://tbb.bio.uu.nl/rdb/bm.
- We vragen je R en RStudio op de laptop te installeren. Mathematica is eventueel beschikbaar via MyWorkPlace.
Informatie
Extra informatie over de cursus kun je vinden op http://tbb.bio.uu.nl/rdb/bm
|
|
|