Bu dersin amacı, öğrencilerin, moleküler modelleme, moleküler doklama, moleküler dinamik simulasyon tekniklerini kullanarak, bu tekniklerde kullanılan parametrelerin kullanımına doğru şekilde karar vererek, öğrencilere ilgili biyolojik problemleri çözebilme yetisini kazandırmaktır. Ayrıca, öğrencilerin bu dersin sonunda kendi başlarına moleküler dinamik simulasyon yapabilmeleri de beklenmektedir.
Dersin İçeriği
Bu ders; Kuantum Kimyasına Giriş ,Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış,İstatistiksel Mekaniğe Giriş ,Moleküler Dinamik ,Kuvvet Alanları,Moleküler Dinamikte Kullanılan Su Modelleri ,Elektrostatik Kuvvetlerin Modellenmesi ,Serbest Enerji Hesapları ,Kuvvetlendirilmiş Örnekleme teknikleri ,Hibrid Simulasyon Metotları: QM/MM Hesaplamalar,Coarse-grained potansiyeller ,Moleküler Doklama ,Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması -I ,Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması –II; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme Kazanımları
Öğretim Yöntemleri
Ölçme Yöntemleri
1) Öğrenci, moleküler mekanik ve kuantum mekaniği arasındaki farkları anlar ve verilen bir bilimsel problemin çözümünde hangi metodun uygun olduğuna karar verebilir.
10, 13, 14, 16, 19, 2, 21, 37
F
2) Öğrenci, moleküler dinamik simülasyonlarında kullanılan kuvvet alanları, su modelleri hakkında bilgi sahibi olur ve böylelikle simülasyonda kullanılması gereken parametre setine kendisi karar verebilir.
10, 13, 14, 16, 19, 2, 9
F
3) Bu dersin sonunda öğrenci yüksek başarımlı hesaplama kaynaklarını kullanarak simülasyon yapabilme yetisi kazanır.
10, 14, 16, 2, 6, 9
4) Bu dersin sonunda öğrenci, kendi başına moleküler dinamik simulasyonu yapma ve sonuçlarını analiz etme yetisi kazanır.
10, 14, 16, 19, 2, 20, 6
F
Öğretim Yöntemleri:
10: Tartışma Yöntemi, 13: Örnek Olay Yöntemi, 14: Bireysel Çalışma Yöntemi, 16: Soru - Cevap Tekniği , 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 2: Proje Temelli Öğrenme Modeli, 20: Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği, 37: Bilgisayar Ve İnternet Destekli Öğretim, 6: Deneyimle Öğrenme Modeli, 9: Anlatım Yöntemi
Ölçme Yöntemleri:
F: Proje Görevi
Ders Akışı
Sıra
Konular
Ön Hazırlık
0
Kuantum Kimyasına Giriş
1
Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış
Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series
Sunum
1) Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series
2)Allen and Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press
3)Zhou, Molecular Modeling at the Atomic Scale, CRC Press, Taylor & Francis.
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
No
Program Yeterliliği
Katkı Düzeyi
1
2
3
4
5
1
Mühendislik alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.
X
2
Mühendislikte uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgi sahibidir ve mühendisliğin ilişki kurduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilir.
X
3
Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları yorumlar, yeni ve özgün fikirler geliştirerek çözümler.
X
4
Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirir.
X
5
Mühendislik ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilir.
X
6
Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır.
X
7
Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkındadır; gerektiğinde bunları inceler ve öğrenir.
X
8
Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır.
X
9
Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını betimler.
X
10
Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.
X
Değerlendirme Sistemi
Katkı Düzeyi
Mutlak Değerlendirme
Ara Sınavın Başarıya Oranı
50
Genel Sınavın Başarıya Oranı
50
Toplam
100
AKTS / İşyükü Tablosu
Etkinlik
Sayı
Süresi (Saat)
Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Saati
14
3
42
Rehberli Problem Çözme
6
3
18
Problem Çözümü / Ödev / Proje / Rapor Tanzimi
5
4
20
Okul Dışı Diğer Faaliyetler
0
0
0
Proje Sunumu / Seminer
1
40
40
Kısa Sınav (QUİZ) ve Hazırlığı
0
0
0
Ara Sınav ve Hazırlığı
1
20
20
Genel Sınav ve Hazırlığı
1
90
90
Performans Görevi, Bakım Planı
0
0
0
Toplam İş Yükü (Saat)
230
Dersin AKTS Kredisi = Toplam İş Yükü (Saat)/30*=(230/30)
8
Dersin AKTS Kredisi: *30 saatlik çalışma 1 AKTS kredisi sayılmaktadır.
Dersin Detaylı Bilgileri
Ders Tanımı
Ders
Kodu
Yarıyıl
T+U Saat
Kredi
AKTS
HESAPLAMALI BİYOFİZİK: YÖNTEMLER VE METODLAR
-
Bahar Dönemi
3+0
3
8
Ders Programı
Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Dili
İngilizce
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Türü
Programa Bağlı Seçmeli
Dersin Koordinatörü
Doç.Dr. Özge ŞENSOY
Dersi Verenler
Doç.Dr. Özge ŞENSOY
Dersin Yardımcıları
Dersin Amacı
Bu dersin amacı, öğrencilerin, moleküler modelleme, moleküler doklama, moleküler dinamik simulasyon tekniklerini kullanarak, bu tekniklerde kullanılan parametrelerin kullanımına doğru şekilde karar vererek, öğrencilere ilgili biyolojik problemleri çözebilme yetisini kazandırmaktır. Ayrıca, öğrencilerin bu dersin sonunda kendi başlarına moleküler dinamik simulasyon yapabilmeleri de beklenmektedir.
Dersin İçeriği
Bu ders; Kuantum Kimyasına Giriş ,Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış,İstatistiksel Mekaniğe Giriş ,Moleküler Dinamik ,Kuvvet Alanları,Moleküler Dinamikte Kullanılan Su Modelleri ,Elektrostatik Kuvvetlerin Modellenmesi ,Serbest Enerji Hesapları ,Kuvvetlendirilmiş Örnekleme teknikleri ,Hibrid Simulasyon Metotları: QM/MM Hesaplamalar,Coarse-grained potansiyeller ,Moleküler Doklama ,Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması -I ,Yukardaki tekniklerin biyolojik problemlere uygulanması –II; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme Kazanımları
Öğretim Yöntemleri
Ölçme Yöntemleri
1) Öğrenci, moleküler mekanik ve kuantum mekaniği arasındaki farkları anlar ve verilen bir bilimsel problemin çözümünde hangi metodun uygun olduğuna karar verebilir.
10, 13, 14, 16, 19, 2, 21, 37
F
2) Öğrenci, moleküler dinamik simülasyonlarında kullanılan kuvvet alanları, su modelleri hakkında bilgi sahibi olur ve böylelikle simülasyonda kullanılması gereken parametre setine kendisi karar verebilir.
10, 13, 14, 16, 19, 2, 9
F
3) Bu dersin sonunda öğrenci yüksek başarımlı hesaplama kaynaklarını kullanarak simülasyon yapabilme yetisi kazanır.
10, 14, 16, 2, 6, 9
4) Bu dersin sonunda öğrenci, kendi başına moleküler dinamik simulasyonu yapma ve sonuçlarını analiz etme yetisi kazanır.
10, 14, 16, 19, 2, 20, 6
F
Öğretim Yöntemleri:
10: Tartışma Yöntemi, 13: Örnek Olay Yöntemi, 14: Bireysel Çalışma Yöntemi, 16: Soru - Cevap Tekniği , 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 2: Proje Temelli Öğrenme Modeli, 20: Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği, 37: Bilgisayar Ve İnternet Destekli Öğretim, 6: Deneyimle Öğrenme Modeli, 9: Anlatım Yöntemi
Ölçme Yöntemleri:
F: Proje Görevi
Ders Akışı
Sıra
Konular
Ön Hazırlık
0
Kuantum Kimyasına Giriş
1
Kuantum Kimyasal Hesaplamalarda Kullanılan Metotlara Genel Bakış
Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series
Sunum
1) Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation : From Algorithms to Applications, , Academic Press, Computational Science Series
2)Allen and Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press
3)Zhou, Molecular Modeling at the Atomic Scale, CRC Press, Taylor & Francis.
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
No
Program Yeterliliği
Katkı Düzeyi
1
2
3
4
5
1
Mühendislik alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.
X
2
Mühendislikte uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgi sahibidir ve mühendisliğin ilişki kurduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilir.
X
3
Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları yorumlar, yeni ve özgün fikirler geliştirerek çözümler.
X
4
Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirir.
X
5
Mühendislik ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilir.
X
6
Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır.
X
7
Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkındadır; gerektiğinde bunları inceler ve öğrenir.
X
8
Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır.
X
9
Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını betimler.
X
10
Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.
