Ecobiologia

Obiettivi generali Questo corso è dedicato alla modellistica matematica dei fenomeni biologici. A partire dai modelli discreti (mappa logistica, frattali, automi cellulari), passando per lo sviluppo di semplici modelli differenziali di popolazione (modello malthusiano, predatore-preda, giochi evolutivi), fino ai modelli stocastici (genetica), il corso intende fornire basi matematiche per capire i fondamenti della modellistica in biologia e per apprezzare il contributo che una buona modellizzazione di un fenomeno può fornire alla comprensione delle leggi che lo regolano. Obiettivi specifici Il principale obiettivo del corso è l’apprendimento, in concreto, del "metodo scientifico" (osservazione e raccolta dati sui fenomeni naturali, descrizione teorica delle loro principali caratteristiche, previsioni). In particolare, partendo da una serie di fenomeni biologici, si mostra come si descrivono matematicamente le loro caratteristiche più rilevanti e come si possano fare previsioni sullo sviluppo del fenomeno in studio utilizzando questa descrizione. Infine si insegna agli studenti che, riflettendo sulla modellizzazione fatta, possono nascere nuove domande che permettono di approfondire la conoscenza anche dal punto di vista biologico. Una delle conseguenze interessanti di questo apprendimento è che gli studenti capiscono (forse per la prima volta) che quanto hanno imparato di matematica nei loro studi (calcolo differenziale e integrale, statistica e teoria della probabilità, …) non è finalizzato alla pura esecuzione di calcoli "meccanici" ma può essere utilizzato per altri interessanti obiettivi. Questi risultati vengono ottenuti non solo con lezioni e seminari sui singoli argomenti, ma anche stimolando gli studenti alla lettura e commento collettivo in aula di articoli scientifici messi a loro disposizione, insieme alle slides del corso e agli appunti, sul sito elearning. Gli studenti possono inoltre proporre, in sede di prova finale, la trattazione in forma di breve seminario di un argomento che li ha particolarmente interessati, anche non compreso tra quelli presentati a lezione. Questo permette al docente di valutare le capacità e il livello di autonomia raggiunto dello studente. A) Conoscenze e capacità di comprensione - Comprensione di un modello matematico, saperne utilizzare le proprietà predittive. - Apprendimento del "metodo scientifico" (osservazione e raccolta dati sui fenomeni naturali, descrizione teorica delle loro principali caratteristiche, previsioni) - Comprensione della potenzialità descrittiva e interpretative della matematica - Conoscenza e comprensione dei principali metodi matematici applicati alle discipline biologiche B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica - saper identificare le giuste procedure per individuare strategie matematiche utili alla comprensione del problema - saper estrarre l’informazione di interesse biologico da un modello matematico C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio di un modello matematico, sapendone valutare i limiti di applicabilità - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.