INFORMATICA CON ELEMENTI DI MATEMATICA E STATISTICA M - Z

1. Conoscenza e comprensione

Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di descrivere e comprendere i concetti fondamentali della matematica trattati nel corso, con particolare riferimento alle funzioni elementari, alle funzioni di una variabile reale, ai limiti, alle derivate e agli integrali; illustrare i principi di base della statistica descrittiva e della biostatistica, incluse le principali misure di frequenza, di rischio e le caratteristiche fondamentali della distribuzione normale; descrivere i principi fondamentali dell’informatica, dell’organizzazione hardware e software di un sistema di elaborazione, della rappresentazione dell’informazione e delle reti di calcolatori.

Lo studente comprenderà inoltre il ruolo degli strumenti matematici, statistici e informatici nell’analisi e nella rappresentazione di problemi relativi alle scienze della vita, biomediche e farmaceutiche.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente sarà in grado di utilizzare le principali funzioni matematiche e i concetti di base del calcolo differenziale e integrale per affrontare semplici problemi quantitativi; applicare le principali misure e rappresentazioni della statistica descrittiva a semplici insiemi di dati; interpretare correttamente semplici indicatori statistici e di rischio; riconoscere le principali componenti hardware e software di un sistema informatico e comprenderne le funzioni; applicare le conoscenze acquisite alla lettura e all’interpretazione di semplici problemi e scenari di interesse biomedico e farmaceutico.

3. Autonomia di giudizio

Attraverso esercizi, problemi applicativi e discussione di esempi, lo studente sarà in grado di analizzare semplici dati e problemi quantitativi, individuare gli strumenti matematici o statistici più appropriati per la loro descrizione, interpretare criticamente i risultati ottenuti e riconoscere eventuali limiti nell’utilizzo degli strumenti informatici e quantitativi considerati.

4. Abilità comunicative

Lo studente sarà in grado di esporre con chiarezza i principali concetti matematici, statistici e informatici affrontati durante il corso, utilizzando correttamente il linguaggio, la simbologia e la terminologia specifica delle discipline. Sarà inoltre in grado di descrivere e motivare il procedimento utilizzato nella risoluzione di semplici problemi ed esercizi.

5. Capacità di apprendimento

Lo studente sarà in grado di utilizzare il metodo quantitativo e informatico acquisito durante il corso per affrontare autonomamente successivi insegnamenti che richiedano competenze di base in matematica, statistica e informatica e per approfondire, mediante materiale didattico e fonti appropriate, l’utilizzo di tali strumenti nelle scienze biomediche e farmaceutiche.

L’insegnamento prevede lezioni frontali dedicate alla presentazione dei concetti fondamentali di matematica, statistica e informatica, integrate da esercitazioni guidate e dalla discussione di esempi e applicazioni in ambito biomedico e farmaceutico.

Per la componente matematica e statistica, le esercitazioni saranno finalizzate all’applicazione dei concetti teorici alla risoluzione di semplici problemi, all’interpretazione di dati e alla comprensione delle principali applicazioni quantitative nelle scienze della vita. Per la componente informatica saranno utilizzati esempi e attività guidate finalizzati alla comprensione del funzionamento dei principali componenti hardware e software e dei concetti fondamentali delle reti di calcolatori.

Le lezioni frontali contribuiscono principalmente all’acquisizione delle conoscenze e della comprensione dei contenuti disciplinari, mentre le esercitazioni e le attività applicative sono finalizzate allo sviluppo della capacità di applicare le conoscenze, analizzare e risolvere semplici problemi e utilizzare correttamente il linguaggio matematico, statistico e informatico.

Secondo quanto riportato nel RDA, Art. 12 – Crediti Formativi Universitari (CFU), nel carico standard di 25 ore di impegno complessivo dello/a studente/ssa, corrispondente a un credito, possono rientrare:

a) 7 ore dedicate a lezioni frontali o attività didattiche equivalenti e le restanti allo studio individuale;

b) almeno 12 e non più di 15 ore dedicate a esercitazioni in aula o attività assistite equivalenti e le restanti allo studio e alla rielaborazione personale.

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

Gli studenti e le studentesse possono utilizzare l’IA come strumento di supporto allo studio, nel rispetto della normativa vigente, ivi inclusa quella in materia di diritto d’autore e di utilizzo delle opere dell’ingegno come descritto nel punto 5.1 delle linee guida (https://www.unict.it/it/ateneo/cidia-centro-l%E2%80%99informatica-la-digitalizzazione-e-l%E2%80%99intelligenza-artificiale).

La frequenza è obbligatoria come previsto dall’ordinamento didattico del Corso di Laurea. Sono consentite assenze per non più del 30% delle ore complessive di lezione, valutate in tutte le forme di espletamento.

Regolamento didattico del CdS in Farmacia: https://www.dsf.unict.it/it/corsi/lm-13/regolamento-didattico

1. Elementi di matematica

Equazioni e disequazioni di primo grado; equazioni di secondo grado.

Proporzionalità diretta e inversa.

Proporzioni e percentuali.

Uso della calcolatrice scientifica.

Funzioni elementari: funzioni potenza e radici n-esime, funzioni esponenziali e logaritmiche; definizioni, proprietà e rappresentazione grafica.

Applicazioni di funzioni esponenziali e logaritmiche nelle scienze della vita.

Funzioni di una variabile reale: dominio di definizione, crescenza e decrescenza, massimi e minimi assoluti, composizione di funzioni e rappresentazione grafica.

Limiti: definizioni, proprietà, principali regole di calcolo, ordini di infinito e infinitesimo, interpretazione grafica e asintoti.

Derivate: concetti fondamentali e semplici applicazioni.

Integrali: definizione, proprietà, calcolo di aree e approssimazione mediante il metodo dei trapezi.

Utilizzo guidato di strumenti di intelligenza artificiale a supporto dell’apprendimento e della risoluzione di semplici problemi matematici.

2. Elementi di statistica e biostatistica

Principi di statistica descrittiva.

Organizzazione e rappresentazione dei dati.

Misure di frequenza.

Misure di rischio.

Distribuzione normale: caratteristiche fondamentali e interpretazione.

Esempi di applicazioni statistiche in ambito biomedico e farmaceutico.

3. Elementi di informatica

Concetti fondamentali della teoria dell’informazione.

Hardware e software.

Tipologie di computer e principali componenti di un sistema di elaborazione.

Unità centrale di elaborazione e memoria.

Periferiche di input, output e input/output.

Dispositivi di memoria.

Software di sistema e software applicativo.

Interfacce grafiche utente.

Introduzione alle reti di calcolatori.

4. Applicazioni alle scienze biomediche e farmaceutiche

Esempi di applicazione di strumenti matematici, statistici e informatici alle scienze della vita, alle scienze biomediche e al Drug Discovery.

Materiale di riferimento

1. Appunti, slide e materiale didattico forniti dal docente e resi disponibili attraverso la piattaforma Studium.

2. Bramanti, Confortola, Salsa. Matematica per le scienze.

3. Benedetto. Matematica per le scienze della vita.

Ulteriore materiale di approfondimento potrà essere indicato dal docente durante il corso.

La verifica dell’apprendimento avviene mediante una prova scritta, finalizzata ad accertare il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi relativi alle componenti di matematica, statistica e informatica.

La prova comprende quesiti ed esercizi relativi agli argomenti trattati durante il corso ed è finalizzata a verificare la conoscenza e la comprensione dei concetti fondamentali, la capacità di applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione di semplici problemi, la capacità di interpretare dati e risultati e il corretto utilizzo del linguaggio matematico, statistico e informatico.

La prova potrà comprendere quesiti a risposta multipla, domande a risposta breve ed esercizi applicativi, in modo da verificare sia l’acquisizione delle conoscenze teoriche sia la capacità di utilizzarle in semplici contesti applicativi, anche di interesse biomedico e farmaceutico.

Su richiesta dello studente, è possibile sostenere un colloquio orale facoltativo finalizzato al miglioramento della valutazione conseguita nella prova scritta. Il colloquio verterà sugli argomenti del programma e consentirà di approfondire la valutazione della conoscenza e comprensione dei contenuti, della capacità di collegare differenti argomenti e di utilizzare correttamente la terminologia specifica della disciplina.

La valutazione terrà conto della correttezza e completezza delle conoscenze, della capacità di applicare i concetti e i metodi acquisiti, della correttezza dei procedimenti utilizzati nella risoluzione degli esercizi, della capacità di interpretare i risultati e dell’appropriatezza del linguaggio specifico.

Criteri di attribuzione del voto

Esame non superato: conoscenze insufficienti o frammentarie dei contenuti fondamentali; errori significativi nell’applicazione dei concetti e dei metodi; incapacità di risolvere correttamente semplici problemi.

18–21: conoscenza essenziale dei principali contenuti; capacità sufficiente, seppure limitata, di applicare concetti e metodi alla risoluzione di semplici problemi; presenza di alcune imprecisioni non sostanziali.

22–25: discreta conoscenza dei contenuti; adeguata capacità di applicare i concetti e risolvere i problemi proposti; complessiva correttezza dei procedimenti e dell’interpretazione dei risultati.

26–28: buona conoscenza e comprensione dei contenuti; buona capacità di applicare correttamente metodi matematici, statistici e informatici; corretta risoluzione e interpretazione dei problemi proposti.

29–30 e lode: conoscenza approfondita e organica dei contenuti; elevata padronanza dei concetti e dei metodi; capacità di applicarli correttamente anche a problemi articolati, interpretando criticamente i risultati con rigore e autonomia.

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

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici e alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi alla prof.ssa Santina Chiechio (santina.chiechio@unict.it), docente referente CInAP del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute.

Esempi di domande e/o esercizi:

1. Sia f : A -> B

. Una funzione è biiettiva se:

    A) è iniettiva;

    B) è suriettiva;

    C) è contemporaneamente iniettiva e suriettiva;

    D) il suo dominio coincide con il codominio.

2. Data una semplice funzione, determinarne il dominio e individuarne le principali caratteristiche.

3. Qual è la principale caratteristica della distribuzione normale?

    A) Presenta simmetria rispetto al valore medio;

    B) assume esclusivamente valori discreti;

    C) non possiede media e deviazione standard definite;

    D) presenta necessariamente una distribuzione uniforme.

4. Dato un semplice insieme di dati o uno scenario di interesse sanitario, calcolare o interpretare un’appropriata misura di frequenza o di rischio.

5. Descrivere le principali funzioni della CPU e della memoria all’interno di un sistema di elaborazione.

6. Indicare quale componente o principio informatico è coinvolto in un semplice scenario relativo alla memorizzazione, elaborazione o trasmissione delle informazioni.