ОГЭ по биологии 2020: расписание, критерии оценивания, баллы

Основные изменения в новой демоверсии

Произошло сокращение количества заданий с 32 до 30, максимальный первичный балл уменьшился с 46 до 45.

Отдельные изменения коснулись следующих позиций: в части 1 работы включены новые модели заданий в линиях 1 и 20, в части 2 добавлена новая линия заданий (27), линия 30 (задания 31 и 32 в модели 2019 г.) претерпела значительную переработку.

Скоро мы поговорим о грядущем ОГЭ на вебинарах и в эфире нашего канала на YouTube.


Формат проведения ОГЭ по биологии

Для ОГЭ по биологии – 2020 ФИПИ (Федеральный институт педагогических измерений) разработал пакет заданий ОГЭ, единый для всех регионов России.

Каждый билет ОГЭ по биологии для 9 класса 2020 года делится на два блока, имеет разные уровни сложности и включает в себя 30 заданий.

    Часть работы

Максимальный

 балл

Тип заданий

Количество 

   Часть 1  

34

 

краткий

26

   Часть 2 11

развернутый

4

Продолжительность ОГЭ по биологии в 2020 году составит 3 часа (180 минут).

Перечень дополнительных материалов и оборудования, пользование которыми разрешено на ОГЭ, утверждается приказом Минпросвещения

России и Рособрнадзора. На экзамене по биологии разрешается использовать линейку и непрограммируемый калькулятор.

Проект расписания ОГЭ по биологии

Экзаменационный период состоит из трёх частей: досрочный, основной и дополнительный для пересдачи экзамена осенью.

Предполагаемые даты проведения экзаменов в соответствии с проектом, представленным на сайте Рособрнадзора:

Досрочный период

Основной день

6 мая (ср)

Резервный день

14 мая (чт)

16 мая (сб)

Основной период

Основной день

26 мая (вт)

Резервные дни

20 июня (сб)

23 июня (вт)

25 июня (чт)

30 июня (вт)

Осенняя пересдача

Первая пересдача  

9 сентября (пн)

Вторая пересдача  

18 сентября (пт)

19 сентября (сб)

21 сентября (пн)

Досрочный период для сдачи ОГЭ по биологии в 2020 году предусмотрен для:

  • выпускников 2018-2019 учебного года, которые не смогли преодолеть минимальный порог баллов или решили улучшить свои показатели;

  • выпускников 2019-2020 учебного года (просьба учащегося в разрешении сдавать ОГЭ по биологии досрочно рассматривается педсоветом учебного заведения).

Основной период для сдачи ОГЭ предусмотрен для большей части выпускников.

Дни осенней пересдачи предусмотрены для учащихся, которые не смогли с первого раза преодолеть минимальный порог на сдаче ОГЭ. Однако возможность пересдать неудачный экзамен получат только учащиеся с неудовлетворительными баллами по одному или двум дисциплинам. Ученикам, которые не смогли справиться с б

ольшим количеством предметов, придётся потратить на подготовку к пересдаче экзаменов весь следующий год.

Резервные дни всех периодов помогут учащимся, которые не смогли присутствовать на сдаче экзамена по уважительной причине.

Баллы ОГЭ по биологии

За успешное выполнение заданий по биологии ОГЭ-2020 учащийся сможет получить 46 тестовых баллов:

Уровень заданий  

Количество заданий  

Максимальный балл  

Базовый

18

18

Повышенный

9

19

Высокий

3

8

Итог

30

45

Результат ОГЭ заносится в аттестат учащегося. Для перевода тестового балла ОГЭ по биологии в пятибалльную отметку ФИПИ рекомендует пользоваться следующей таблицей соответствия:

Отметка  

Балл  

5

36-45

4

25-35

3

13-24

2

0-12

Таким образом, для сдачи экзамена учащемуся требуется получить за экзамен отметку «удовлетворительно», то есть набрать минимум 13 тестовых баллов.

Естественно, что для успешного поступления в другое учебное заведение такого результата будет недостаточно. 

Экзаменационные бланки предварительно закодированы, а начисление тестовых баллов выполняется согласно нормам, разработанным специалистами ФИПИ для ОГЭ по биологии – 2020. Чтобы полностью исключить субъективное мнение при оценивании развёрнутых ответов, подобные полные ответы изучаются двумя преподавателями. Если разница в оценивании заданий превысила два балла, работа проверяется третьим, контрольным, преподавателем. Если же разница менее двух баллов, то выставляется среднее арифметическое двух оценок.

Что ещё почитать?

Задание 28 ОГЭ по биологии

Психологическая готовность к ОГЭ: как помочь ребенку? Советы родителям

Новый федеральный перечень. Рекомендации для учителей. Биология. Химия. Экология

Вебинар: Анализ ошибок ОГЭ-2019 по биологии. Разбор заданий перспективной модели ОГЭ-2020

Критерии оценивания

Первый блок заданий экзаменационного билета по биологии — тестовый. Ответы на задания следует заносить в специальный бланк.

Второй блок заданий имеет вопросы, на которые необходимо дать развёрнутое объяснение и подробное описание хода решения задачи. Ответы, описывающие математический расчёт, следует сделать максимально чёткими и подробными. Если на вопрос задачи будет дан верный, но не аргументированный ответ, балл засчитан не будет.

. В процентном соотношении уровень сложности заданий распределился следующим образом:

  • задания базового уровня составляют 40% от числа всех заданий билета;

  • задачи повышенной сложности представлены в 42%;

  • задания высокой сложности составляют 18% всего билета.

Так как ответы на задания предусмотрены разных типов, то и проверяться они будут по-разному. Краткие ответы, занесённые в специальный экзаменационный бланк, проверяются автоматизированной системой. Развёрнутые ответы проверяются преподавателями по дисциплине сдаваемого экзамена, то есть учителями биологии.


#ADVERTISING_INSERT#

ОГЭ 2023 биология баллы по заданиям

Сколько баллов дает каждое задание ОГЭ 2023 по биологии можно узнать в демоверсии текущего года.

Баллы ОГЭ 2023 по биологии за задания

№ задания Баллы
Часть 1
1 1
2 1
3 2
4 2
5 2
6 1
7 2
8 1
9 2
10 2
11 2
12 1
13 3
14 1
15 1
16 2
17 2
18 2
19 2
20 1
21 2
Часть 2
22 2
23 2
24 3
25 3
26 3
Всего 48

Система оценивания выполнения отдельных заданий и экзаменационной работы в целом

Правильное выполнение каждого из заданий 1, 2, 6, 8, 12, 14, 15, 20 оценивается 1 баллом. Задание считается выполненным верно, если ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, и полностью совпадает с эталоном ответа.

Правильное выполнение каждого из заданий 3 и 5 оценивается 2 баллами. Задание считается выполненным верно, если ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, и полностью совпадает с эталоном ответа: каждый символ в ответе стоит на своём месте, лишние символы в ответе отсутствуют. 1 балл выставляется, если на не более чем двух позициях ответа записаны не те символы, которые представлены в эталоне ответа. Во всех других случаях выставляется 0 баллов. Если количество символов в ответе превышает количество символов в эталоне, то балл за ответ уменьшается на 1, но не может стать меньше 0.

Правильное выполнение каждого из заданий 4, 7, 9, 16, 17, 19 оценивается 2 баллами. Задание считается выполненным верно, если ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, каждый символ присутствует в ответе, порядок записи символов в ответе значения не имеет, в ответе отсутствуют лишние символы. 1 балл выставляется, если только один из символов, указанных в ответе, не соответствует эталону (в том числе есть один лишний символ наряду с остальными верными) или только один символ отсутствует; во всех других случаях выставляется 0 баллов.

Правильное выполнение каждого из заданий 10, 11, 18, 21 оценивается 2 баллами. Задание считается выполненным верно, если ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, и полностью совпадает с эталоном ответа: каждый символ в ответе стоит на своём месте, лишние символы в ответе отсутствуют. 1 балл выставляется, если на любой одной позиции ответа записан не тот символ, который представлен в эталоне ответа. Во всех других случаях выставляется 0 баллов. Если количество символов в ответе больше требуемого, выставляется 0 баллов вне зависимости от того, были ли указаны все необходимые символы.

Правильное выполнение задания 13 оценивается 3 баллами. Задание считается выполненным верно, если ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, и полностью совпадает с эталоном ответа: каждый символ в ответе стоит на своём месте, лишние символы в ответе отсутствуют. 2 балла выставляются, если на любой одной позиции ответа записан не тот символ, который представлен в эталоне ответа. 1 балл выставляется, если на любых двух позициях ответа записаны не те символы, которые представлены в эталоне ответа. Во всех других случаях выставляется 0 баллов. Если количество символов в ответе больше требуемого, выставляется 0 баллов вне зависимости от того, были ли указаны все необходимые символы.

Выполнение заданий 22–26 оценивается в зависимости от полноты и правильности ответа.

Максимальный первичный балл за выполнение экзаменационной работы – 48.

Связанные материалы:

Примеры заданий 4, 5 по биологии ОГЭ — Царство растения. Царство Животные.

Задание 2 — Подготовка к ОГЭ по биологии

Царство Бактерии. Царство Вирусы.

Тест по теме «Молекулярный уровень» биология 9 класс

Тест по теме «Клеточный уровень» биология 9 класс

Результаты поиска для сайтов REU | NSF

Alabama A&M University
REU по физике при AAMU
Факультет физики

Нормальный, Алабама

Основной: Доктор Паджама Гуггила
(256) 372-8141
padmaja. [email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Материаловедение, оптика и космонавтика
Физика REU в AAMUAAbstract of Award
Софинансируется: Исследование материалов

Университет штата Алабама
REU Сайт: Исследования и обучение в междисциплинарной области регенеративных наук для студентов
Биологические науки
90 011

Монтгомери, Алабама

Первичный: Комал Виг
(334) 604-8189
[email protected]
Вторичный: Шри Сингх
(334) 604-9160
ssing [email protected]

Темы/Ключевые слова исследований: Биология, биологические науки, биомедицинская инженерия, химия, физика
REU Сайт: Исследования и обучение в междисциплинарной области регенеративных наук для бакалавров.

Американское химическое общество
iREU Сайт: Создание сетей для студентов бакалавриата материаловедения из США и других стран в Германии, Италии, Сингапуре и Великобритании

Вашингтон, округ Колумбия

Начальная школа: Стивен Мейерс, доктор философии.
(202) 872-6365
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Химия и материаловедение
Комментарии: Студенты будут проводить исследования в Германии, Италии, Сингапуре или Великобритании в течение 10–12 недель под руководством преподавателей и аспирантов
Сайт iREU: Создание сетей для студентов бакалавриата материаловедения из США и других стран в Германии, Италии, Сингапуре и Великобритании.0008 Софинансируется: International Science and Engineering

Американский музей естественной истории
Программа REU по наукам о Земле и астрофизике Американского музея естественной истории
Отделение физических наук
9001 1

Нью-Йорк, Нью-Йорк

Начальная школа: Доктор Тимоти Паглионе
(718) 262-2082
[email protected]
Средняя школа: Denton Ebel
(212) 769-5381
debel@amnh. org

Темы исследований/ключевые слова: наука о Земле, планетология, астрофизика
Программа REU по наукам о Земле и астрофизике в Американском музее естественной истории. 004

Американский музей Естествознание
REU САЙТ: Систематика, эволюция и сохранение для XXI века

Нью-Йорк, Нью-Йорк

Первичный: Шерил Хаяши
(212) 769-5073
[email protected]
Вторичный: Джон Флинн
(212) 769-5806
dean-rgg [email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Биологические науки, филогения, систематика, эволюция, консервация, палеонтология, неонтология, музей, беспозвоночные, позвоночные, геномика, морфология
Комментарии: Дополнительный контакт: Мария Риос [email protected]
САЙТ REU: Систематика, эволюция и сохранение в 21 веке. Резюме награды

Юго-западная археология
Сайт REU: Полевая школа археологии Верхней Гила
90 011

Тусон, Аризона

Основной: Karen Schollmeyer
(520) 882-6946
karen@archaeologysouthwest. org

Темы исследований/ключевые слова: Антропология, археология
REU Сайт: Полевая археологическая школа по сохранению Верхней Хилы. Резюме награды

Обсерватория Аресибо
REU Сайт: Исследования в области радиолокационной астрономии и атмосферных наук в обсерватории Аресибо 9000 8

Аресибо, Пуэрто-Рико

Начальная школа: Доктор Андрес Диас
(787) 878-2612
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Астрономия и астрофизика, планетология, физика атмосферы, научное приборостроение
REU Сайт: Исследования в области радиолокационной астрономии и атмосферных наук в обсерватории Аресибо. 4

Университет штата Аризона
Обработка сигналов и информации датчиков (SenSIP)
Центр SenSIP, ECEE

Темпе, Аризона

Первичный: Андреас Спаниас
(480) 965-5311
spanias@asu. edu
Вторичный: Дженнифер Блейн Кристен
(480) 965-9859
Дженнифер. [email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Датчики и алгоритмы обработки сигналов, разработка и изготовление датчиков, обработка сигналов, носимые и гибкие датчики, машинное обучение, интерфейсные схемы, датчики для Интернета вещей
Датчики обработки сигналов и информации (SenSIP)Аннотация Награда

Государственный университет Аризоны
Сайт REU: Количественные исследования в области наук о жизни и социальных наук (QRLSS)

Темпе, Аризона

Основной: Шерри Вудли
[email protected]

Темы исследований/Ключевые слова: Основное направление: Математические науки Подполя: Биологические и социальные науки
REU Сайт: Количественные исследования в области наук о жизни и социальных наук (QRLSS) Резюме награды

Университет штата Аризона
Опыт исследований для студентов бакалавриата в области устойчивой химии и катализа
Школа молекулярных наук

Темпе, Аризона

Первичный: Райан Трович
(480) 727-8930
ryan. [email protected]
Вторичный: Лаура Акерман-Бигасевич
[email protected] 9 0008

Темы исследований/ключевые слова: Зеленая химия, катализ, устойчивое развитие, органическая химия, неорганическая химия, биохимия, физическая химия, вычислительная химия
Опыт исследований для студентов в области устойчивой химии и катализа. 0006 Государственный университет Аризоны
Компьютерная визуализация и смешанный -Reality for Visual Media Creation and Visualization
Центр науки и воображения

Темпе, Аризона

Первичный: Сурен Джаясурия
(480) 727-9672
[email protected]
Вторичный: Robert LiKamWa
[email protected]
900 11

Темы исследований/Ключевые слова: вычислительная визуализация, дополненная и виртуальная реальность, компьютерное зрение, визуализация
Компьютерная визуализация и смешанная реальность для создания и визуализации визуальных медиаТезисы премии

Университет штата Аризона
Сайт REU: Прикладная математика и вычислительное моделирование в районе Большого Феникса

Темпе, Аризона

Первичный: Wenbo Tang
(480) 965-5479
Wenbo. [email protected]
Вторичный: Eric Kostelich

Темы исследования/Ключевые слова: Компьютерное моделирование как инструмент исследования.
REU Сайт: Прикладная математика и вычислительное моделирование в районе Большого Феникса. Резюме награды 9.0008

Обернский университет
REU Сайт: : Исследовательский опыт совместных групп в области биопереработки для преобразования отходов в ценные продукты
Обернский университет

Оберн, Алабама

Первичный: Брендан Хиггинс
[email protected]
Вторичный: Сушил Адхикари
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Мультидисциплинарный, биосистемная инженерия, биомолекулярная инженерия, биологическая инженерия, аквапоника, наноцеллюлоза, полимеры, клеи, водоросли, датчики
Комментарии: Этот междисциплинарный сайт также открыт для нетехнических специалистов. биопереработка для преобразования отходов в ценные продукты. Резюме награды

Обернский университет
REU Сайт: Тепловодная водная экология
Рыболовство, аквакультура и водные науки

Оберн, Алабама

Основной: Алан Уилсон
(334) 246-1120
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: биология, биологические науки, экология, лимнология, управление рыболовством, эволюция, молекулярная биология, микробиология, инвазивные виды, поведение, статистика, восстановление, моделирование, гидрология, дистанционное зондирование
REU Сайт: Тепловодные водные экологияАннотация Премии

Бермудский институт наук об океане
REU Сайт: Осенний семестр Студенческие исследования в области океанографии и морских наук в Бермудском институте наук об океане
Департамент образования

Бермудские острова — все мероприятия проводятся на Бермудских островах, Нью-Йорк

Первичный: Одри Поуп
(441) 297-1880
audrey. [email protected]
Вторичный: Доктор Эндрю Питерс
(441) 297-1880
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: океанография, морские науки, экология коралловых рифов, атмосферные науки, биология, биохимия, молекулярная биология, химия, физика, геология, экология
Комментарии: Эта программа REU проводится в течение ОСЕННЕГО СЕМЕСТРА и происходит полностью в BIOS на Бермудских островах. Онлайн-заявки принимаются до 31 мая каждого года.
REU Сайт: Осенний семестр Студенческие исследования в области океанографии и морских наук в Бермудском институте наук об океане.0008

Лаборатория наук об океане Бигелоу
REU в Лаборатории наук об океане Бигелоу

Мэн

Первичный: Доктор Дэвид Филдс
(207) 315-2567
[email protected]
Вторичный: Валери Янг
(207) 315-2567

Темы исследований/ключевые слова: Океанография, морская биология, климатические исследования, микробиология, вирусология, сенсорная биология, экология беспозвоночных, биология беспозвоночных,
Комментарии: Веб-сайт приложения обычно открывается в январе, а срок сдачи — в середине февраля.
REU в Лаборатории наук об океане Бигелоу. Резюме награды

Университет Бингемтона
REU Сайт: Ранний совместный опыт исследований в области развития микробной биопленки, устойчивости и структуры сообщества
Департамент биологических наук

Бингемтон, Нью-Йорк

Первичный: Кейтлин Лайт
(607) 777-5523 ​​
[email protected]
Вторичный: Карин Зауэр
(607) 777-3157
ksauer@ binghamton.edu

Темы исследований/ключевые слова: Бионауки, биопленки, микробиология, бактериология, молекулярная биология
REU Сайт: Early Collaborative Research Experience in Microbial Biofilm Development, Resistance, and Community StructureAbstract of Award

Университет Бингемтона
REU Сайт: Производство и хранение возобновляемой энергии

Бингемтон, Нью-Йорк

Основной: Джеффри Мативетски
energyREU@binghamton. edu

Темы исследований/Ключевые слова: Производство энергии, хранение энергии, энергетические материалы, солнечные элементы, батареи, сбор механической энергии, теплопередача, катализ, эксперимент, моделирование, междисциплинарное сотрудничество, отраслевое сотрудничество
Сайт REU: Производство и хранение возобновляемой энергии. Резюме премии

Государственный университет Блэк-Хиллз
Сайт REU: Многопрофильные подземные исследования в Сэнфордском подземном исследовательском центре
Департамент естественных наук

Спеарфиш, Южная Дакота

Основной: Доктор Брианна Маунт
(605) 642-6094
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Физика, биология, химия и подземные науки
Сайт REU: Многопрофильная подземная наука в Сэнфордском центре подземных исследований. 06 Государственный университет Бойсе
REU Сайт: Cloud Computing Безопасность и конфиденциальность
Информатика

Айдахо

Основной: Jyh-haw Yeh
(208) 426-3034
[email protected]
Среднее: Jerry Fails
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Безопасность облачных вычислений, сетевая безопасность, прикладная криптография, человеческий фактор (HCI) в кибербезопасности, вычисления с сохранением конфиденциальности, механизмы безопасности, ориентированные на детей, AI/ML в кибербезопасности
REU Сайт: безопасность облачных вычислений и PrivacyAbstract of Award

Государственный университет Бойсе
REU Сайт: Технология блокчейн для безопасного обмена данными и данными в будущем
Департамент компьютерных наук

Бойсе, Айдахо

Первичный: Gaby Dagher
(208) 426-5782
fgabydagher@boisestate. edu
Вторичный: Min Long
(208) 426-4262
mlong@ boisestate.edu

Темы исследований/ключевые слова: Технология блокчейн, безопасность, распространение, приложения, финансы, электронное голосование, информационные системы здравоохранения
REU Site: Blockchain Technology for a Secure Data and Communication FutureAbstract of Award

Государственный университет Бойсе
Материалы для общества

Бойсе, Айдахо

Начальная школа: Проф. Рик Убик
(208) 426-2309
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: Материаловедение, магнитные материалы, моделирование материалов, аддитивное производство, фотогальваника, батареи, синтез керамики, инженерия тканей
Materials for SocietyAbstract of Award

Государственный университет Бойсе
REU Сайт: Raptor Research
Raptor Research Center

Бойсе, Айдахо

Основной: Джим Белтхофф
(208) 426-4033
jbeltho@boisestate. edu

Темы исследований/Ключевые слова: Бионауки, экология, поведение, популяционная биология, экология сообществ, природопользование, антропогенное воздействие, паразитология, сохранение, динамика хищник-жертва.
REU Сайт: Raptor ResearchAbstract of Award

Borough of Manhattan Community College , The City University of New York
REU Сайт: Продвижение бакалаврских исследований среди меньшинств в области биологии растений Зачислен в городской общественный колледж 9 0008 Научный отдел

Нью-Йорк, Нью-Йорк

Начальная школа: Адольфина Короч
(212) 220-8000
[email protected]
Средняя школа: Александр Госслау
(212) 220-8000
[email protected]

Темы/ключевые слова исследований: натуральные экстракты, биологическая активность, антиоксиданты, регуляция генов, окислительный стресс, биологические науки
REU Сайт: Продвижение бакалаврских исследований среди меньшинств в области биологии растений. Зачислен в городской общественный колледж.

Бостонский университет
Сайт REU: Исследования в области биоинформатики и междисциплинарное обучение. Опыт анализа и интерпретации информационных наборов биологических данных (REU-BRITE)
Программа по биоинформатике

Бостон, Массачусетс

Основной: Гэри Бенсон
(617) 358-2965
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: биологические науки, биология, биоинформатика, вычислительная биология, математические науки
Комментарии: Координатор: Кэролайн Лайман, 617-358-2036, [email protected]
REU Сайт: Bioinfor математические исследования и междисциплинарное обучение Опыт анализа и интерпретации информационно-насыщенных наборов биологических данных (REU-BRITE)Тезисы премии

Бостонский университет
REU Сайт: Возможности физических исследований Бостонского университета (BU-PRO)
Факультет физики

Бостон, Массачусетс

Первичный: Маргарет Барч
(617) 358-4853
mbarch@bu. edu

Темы/Ключевые слова исследований: Физика
REU Сайт: Возможности физических исследований Бостонского университета (BU-PRO) Резюме награды
Софинансируется: Материаловедение

Бостонский университет
REU Сайт: Контроль экспрессии генов для биологического эффекта
Биология

Бостон, Массачусетс

Основной: Томас Гилмор
(617) 353-5444
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: биология, биологические науки, молекулярная биология, экспрессия генов, контроль транскрипции
Комментарии: электронная почта программы: [email protected]
REU Сайт: Control of Gene Expression for Biological EffectAbstract of Award
Софинансируется: Министерство обороны (DoD)

9000 6 Бостонский университет
Фундаментальные исследования кандидат химических наук Решение проблем биологии
Химический факультет

Бостон, Массачусетс

Основной: Джон К. Снайдер
(617) 353-2621
[email protected]
Среднее: Линда Дёррер
(617) 358-4335
[email protected]

Темы исследований/ключевые слова: химия, биохимия, биоматериалы, биофизика, бионеорганическая химия, биологическая химия, вычислительная биология 08 Комплексное нанопроизводство
Центр фотоники

Бостон, Массачусетс

Первичный: Xin Zhang
(617) 358-2702
[email protected]
Вторичный: Бренда Хьюго
(617) 353-1910
bhugot@bu. образование

Темы исследований/ключевые слова: наноматериалы, нанотехнологии, микроэлектроника, датчики, биомедицинская инженерия, медицинская диагностика, машиностроение, электротехника, оптика, фотоника, материаловедение
Интегрированное нанопроизводство.0011

Государственный университет Боуи
REU САЙТ: Cybersecurity

Боуи, Мэриленд

Первичный: Джулиан Оланбивонну
(301) 860-4396
jolanbiwonnu@bowiestate. edu

Темы исследований/ключевые слова: Кибербезопасность
САЙТ REU: CybersecurityAbstract of Award

Классные путешествия MIT в увлекательные места, где машиностроение влияет на биологию

Для студентов 2.788 (машиностроение и проектирование живых систем) недавно обнаруженные явления открывают возможности для исследований и открытий.

Микаэла Джарвис | Кафедра машиностроения

10 мая 2022 г.

Даже для аспиранта второго курса, изучающего механику живых клеток, влияние физических сил в мире живых существ является источником удивления.

«Я получил степень бакалавра в области инженерной механики, и с тех пор, как я начал изучать клетки, мне все больше нравилось смотреть на них как на тонкие «машины», — говорит Хайцянь Ян. «Клетки, безусловно, «умные», но я считаю, что они не могут избежать физических законов. Так где предел? Существуют ли фундаментальные управляющие законы, управляющие формированием структур и многоклеточной динамикой, такие же, как эти основные термодинамические законы? Эти волнующие вопросы мотивируют меня».

Прошлой осенью Ян прошел курс 2.788 (Машиностроение и проектирование живых систем), что дало ему возможность сделать шаг назад и «изучить недостающие части, которые дополняют мою картину области обучения», — говорит он.

«Этот курс не только научил меня всем новым интересным темам в этой области, о которых я раньше не знал, — говорит Ян, — он еще больше убедил меня в том, что есть огромные возможности, где я потенциально могу заработать разница.»

Понимание механики биологии может привести исследователей к огромному количеству различных направлений и предоставить учащимся, плохо знакомым с этой концепцией, множество возможностей для удивления. Внутриклеточные механические силы могут воздействовать на такие процессы, как метастазирование рака, неврологическая патология и сосудистые заболевания. В то же время структура и механика клеток на крыле бабочки или птичьем перье могут объяснить не только цвет и мерцание существа, но и его выживаемость при воздействии тепла или влаги. А геометрия клеток, которые помогают обновлять кишечник человека, — их кривизна и взаимное расположение — во многом объясняют их поведение в организме. Таких примеров бесчисленное множество.

Изучение таких явлений и их моделирование может привести к технологическим решениям в областях от здравоохранения до строительных материалов.

Мин Го, профессор по развитию карьеры класса 54 и адъюнкт-профессор машиностроения в Массачусетском технологическом институте, преподает 2.788 вместе с Матиасом Колле, профессором по развитию карьеры Rockwell и адъюнкт-профессором машиностроения в Массачусетском технологическом институте. Образование Гуо в основном связано с физикой и инженерией, но во время учебы в Гарвардском университете для получения докторской степени он начал посещать курсы по клеточной биологии и биофизике. Точно так же Колле говорит: «Я физик по образованию в бакалавриате и аспирантуре, ставший материаловедом, инженером-механиком и энтузиастом биологии благодаря опыту, опыту и выбору, сделанному из любопытства».

В 2017 году два профессора начали планировать курс.

«У нас была идея, — говорит Го, — что не существует курса, обучающего инженерным аспектам биологических систем, в то время как эта область очень быстро развивается. Поэтому возникла острая необходимость обучать новейшим идеям и пониманию студентов, которые могли бы заинтересоваться этой широкой темой».

В то же время исследования, проведенные в Центре нового поведения интегрированных клеточных систем Национального научного фонда под руководством Роджера Камма, заслуженного профессора биологии и машиностроения Сесила и Иды Грин, показали, что существует потребность в таком сорт.

«Идея заключалась в том, что несколько университетов согласились бы каждый преподавать курс, сделать его доступным для других учреждений в Интернете, и что мы будем использовать эти курсы как способ разработки и распространения педагогического материала по многоклеточным искусственным живым системам», — Камм. говорит. «У нас был некоторый успех с этой моделью, но только когда на сцене появились Минг и Матиас, все действительно начало налаживаться. Курс, который они разработали при некоторой поддержке с моей стороны, действительно объединил все различные аспекты исследований нашего центра и упаковал их в курс, который они — с некоторой помощью сотрудников моего центра — могли предложить в трех учреждениях. Курс имел, на мой взгляд, огромный успех, и число классов растет с каждым годом».

«Роджер Камм с самого начала активно поддерживал наши образовательные усилия, — говорит Колле. «Он был рад выступить в роли наблюдателя, когда мы задумали курс, а также активно участвует, устанавливая более широкую структуру области и исследований в Массачусетском технологическом институте в своей гостевой лекции, которую он читает в начале нашего класса каждый раз, так как мы впервые запустил его в 2018 году».

Учащимся на курсе «Машиностроение и проектирование живых систем» представлены неизведанные миры, которые предстоит открыть из-за относительной новизны междисциплинарной области.

«Минг и Матиас подчеркивали понятия или явления, которые на самом деле не так уж хорошо изучены. Суть в том, что если вам любопытно, вы можете подумать об этом или посмотреть на это», — говорит Гуннар Томпсон, второй специалист. аспирант Иллинойсского университета в Урбана-Шампейн, прошедший дистанционное обучение. «Конечно, меня не интересовала каждая тема, но этот энтузиазм по поводу всего нового или неизведанного вдохновлял меня».

Томпсон, чьи исследования включают использование биоматериалов, известных как гидрогели, для изучения воздействия физических и химических факторов на стволовые клетки крови, представлял один из двух участвующих университетов, помимо Массачусетского технологического института. Студенты из Технологического института Джорджии также посещают занятия.

Джули Шен, заканчивающая степень магистра машиностроения в Массачусетском технологическом институте и готовящаяся к получению докторской степени, говорит, что курсы позволили ей взглянуть на живых существ с новой точки зрения. Шен занимается исследованиями медицинских устройств для сердечно-сосудистой системы, но никогда не работала в биологической лаборатории. В 2.788 она проводила эксперименты с медузами.

«Я не думала, что мне доведется сделать это в жизни, — говорит она. «Урок действительно заставил меня заинтересоваться другими темами в нашей области. Между машиностроением и биологией происходит так много интересных вещей, и два профессора с большим энтузиазмом относились к каждой теме, которую они преподавали».

Возможности применения результатов, полученных при изучении механических сил, действующих в живых системах, безграничны. Го, имея в виду потенциал «использования инженерных принципов, которые мы изучаем в биологии, для создания новых биологических машин, которые помогут человечеству, улучшая качество нашей жизни или медицинский опыт», указывает на свое любимое открытие. Это включает в себя наблюдение за тем, как клетки регулируют свои физические свойства во время роста и инвазии опухоли, например, наблюдение, что более мягкие, более набухшие от жидкости клетки с большей вероятностью образуют «инвазивные кончики», которые отрываются, чтобы распространяться в другом месте.

«В последнее время это мой фаворит, поскольку он подчеркивает чрезвычайно сложные пространственные и временные взаимодействия и регуляцию отдельных клеток в развивающейся ткани, а также раскрывает простые и красивые физические принципы, которые оказывают сильное влияние на биологическое развитие», — говорит Го. . «Это дает нам надежду регулировать биологическое поведение в будущем».

Колле, который указывает, что «биология действительно хороша в управлении материальными структурами», говорит, что в биологических оптических материалах, которые он изучает, «управление структурой материала не имеет себе равных в подходах к синтезу материалов человеком». В целом, он рассматривает создание тканей для человеческого тела как «большую всеобъемлющую задачу — на самом деле, вероятно, лучше сказать, множество различных задач». Такие ткани могли бы «либо стимулировать наше тело работать хорошо там, где оно нуждается в этом поощрении, либо обеспечивать замену вышедших из строя частей».