Биомед лестница
July 13, 2021

Биомедицинская техника: подготовка к первому семестру

Университетское образование в Германии условно-бесплатное, что делает его неплохой альтернативой дорогому американскому образованию. Если вы заинтересованы в поступлени на бакалавриат или магистратуру в немецкий ВУЗ, имеет смысл изучить заранее необходимые основы.
На лекции по анатомии, профессор в начале делал повторение предыдущей лекции в виде вопросов, которые могут быть заданы в контрольной (тут мы, видимо, обсуждали нейродегенеративные заболевания и основные функции долей мозга).

О сложности образования

Учебу в Германии нельзя назвать невозможно сложной, однако, чужой язык и непривычная система по меньшей мере замедляют прогресс. У многих настолько, что учебу приходится бросать.

Из нашего потока в 100-120 человек на первом семестре, остались около 20 человек к концу курса. Это не значит, что они все бросили учебу - многие закончили позже, отложив некоторые предметы. Может быть, кто-то закончил быстрее, вообще не появляясь на занятиях и практике, но это маловероятно. Также около трети ушло с биомедицинской техники на биофармацию, после того, как узнали сколько на биомедицинской технике будет физики (основные курсы механики, волновой физики и термодинамики, плюс биофизика, плюс ядерная физика).

Самыми сложными для меня выдались первые семестры, так как между школьным образованием и техническим образованием я получил гуманитарное и около года поработал. Если вы поступаете сразу после школы (в таком случае придется закончить ещё Studienkolleg - это что-то типа замены Abitur для иностранцев), или после минимум двух курсов технического вуза другой страны - проблем у вас быть не должно.

В противном случае, вот короткий список того, что будет в форме краш-курса пройдено в рамках первого семестра универа.

Первый семестр биомедицинской техники

У нас не было плавного входа в учебу. На первой же вводной лекции по физике нам начали рассказывать, как делать расчет ошибок, так как это прям больная тема для профессоров (её объясняют обычно слишком мудрёно → мало кто понимает как это это считать). На мой взгляд - это в корне неправильный подход ко входу в предмет. Сразу же после этой вводной лекции многие заговорили о смене факультета, хотя скорее всего большинство бы легко смогло учиться и дальше.

Вообще, весь курс первого семестра - это повторение школьной программы в очень сжатые сроки. Этот семестр не предназначен для того, чтобы что-то учить, он скорее является повторением. Таким образом, приходить в универ крайне рекомендуется либо сразу после школы, либо после подготовительных курсов, чтобы знания ещё были свежими.

Ниже я перечислил, в качестве примера, что в нашем ВУЗе проходилось на первом курсе:

Математика

  • Символы и обозначения Удостоверьтесь, что без труда понимаете основную математическую нотацию
    • Сумма
    • Произведение
    • Факториал
    • Корень
    • Интегралы
    • Производные (df/dx)
    • Знаки больше-меньше
  • Линейная алгебра
    • Векторы
    • Матрицы
    • Детерминанты
    • Линейные системы уравнений
    • (Eigen) Айген-значения и векторы
  • Дифференциалы - производные
    • Производные элементарных функций
      • Правила умножения, деления, цепочки
    • Производные высоких рангов
    • Правило von de l'Hospital
    • Метод Ньютона
    • Проблема экстремальных значений
    • Описание графиков
    • Частичные производные
    • Расчет ошибок
  • Дифференциалы - интегралы
    • Корневая функция
    • Определенные интегралы
    • Решение интегралов заменой
    • Частичные интегралы
    • Интегралы дробно-рациональных функций
    • Неопределенные интегралы
    • Числовые интегралы
    • Длина окружности
    • Вращающиеся тела

Физика

  • Механика
    • Кинематика (в одном и нескольких измерениях)
    • Динамика
    • Сила
    • Работа
    • Энергия
  • Законы сохранения энергии
    • Кинетическая энергия
    • Потенциальная энергия
  • Круговое движение
  • Жидкости
    • Давление
    • Гидростатика
    • Гидродинамика
    • Вязкость
  • Колебания и волны
    • Неугасающие и угосающие колебания
    • Вынужденные колебания
    • Резонанс
    • Волновые теории
    • Акустика

Химия

  • Общая и неорганическая химия
    • Атомы и молекулы
    • Периодическая система
    • Химическая связь
    • Химические реакции
    • Реакционные уравнения
    • Уравнивание реакционных уравнений (стехиометрия)
    • Окислительно-восстановительные реакции
    • Химия водяных растворов
    • Вода как растворитель полярных и ионогенных веществ
    • Правила растворимости
    • Кислоты
    • Основания
    • Соли
    • Расчет значений pH
    • Газовые законы
      • Значения моль
      • Газовые константы
      • Идеальный и неидеальный газ
    • Первый закон термодинамики
      • Сжимаемость и работа расширения
      • Тепло и химические процессы
    • Второй и третий законы термодинамики
      • Энтропия и свободная энтальпия
    • Диффузия
      • Диффузионные потоки
      • Осмос
    • Электролиты
    • Ряды напряжения
    • Гальванические элементы
    • Электролиз
    • Скорость химических реакций

Биология

  • Цитология
    • Прокариоты
    • Эвкариоты
    • Строение клетки
    • Биомембраны
    • Обмен веществ и энергии клетки (ATP)
    • Биологические макромолекулы
    • Энзимы
  • Генетика
    • Митоз
    • Мейоз
    • Размножение
    • Цикл клетки
    • Репликация ДНК
    • Мутация
    • Синтез протеинов

Анатомия

  • Онтогенез
  • Фитогенез
  • Гистология
  • Морфология
  • Функциональная анатомия
    • Физиология опорно-двигательного аппарата
    • Органы чувств
    • Сердечно-сосудистая система
    • Органы дыхания
    • Органы пищеварения
    • Почки и мочевые пути
    • Гениталии
    • Эндокринная и лимфотические системы
    • Нервная система
  • Практика
    • Световой микроскоп
      • Клетка
    • Диффузия и осмос
    • Энзимная активность
    • Энергетический обмен
      • Фотосинтез
      • Дыхание клетки
      • Ферментация
    • Абсорпционный спектр и фотометр
    • Сердечно-сосудистая система
    • Обучение
    • Переваривание
    • Моторика
    • Восприятие

Введение в специальность

  • Форма обучения - что такое кредитная система и т.п.
  • Экзаминация - сколько попыток есть на экзамене, как они проходят
  • Общая информация о биомедицинской технике
  • Общая информация о здравоохрании в Германии
  • Коммуникация на работе и в научном сообществе
  • Научная работа как один из путей будущей трудовой деятельности
  • "Практика" Практикой это назвать нельзя - нам просто надо было что-то посчитать в экселе и оформить графики, то сделать доклад и сдать письменную работу. Просто проверка вменяемости. Может, только для студентов из совсем плохих регионов (Африки или ближнего востока), у которых не было доступа к компьюерам, было что-то полезным.
    • Excel
    • Word
    • PowerPoint

Другой софт и программирование

Основные функции Excel

  • Средние значения, медиана
  • Расчет ошибок
  • Решение линейных уравнений
  • Оформление графиков (балки ошибок, сетка, шкалы, подпись осей)

MATLAB богомерзок и монструозен, но, к сожалению, часто универы имеют заключенные договоры с Mathworks и навязывают использование этого перераздудого калькулятора.

  • Любой курс по работе с данными в MATLAB сильно облегчит задачу
    • Импорт-экспорт данных
    • Трансформации
    • Фильтры
    • Циклы

Как только смог, я перешел в своей работе на Python, который во-первых бесплатен, во-вторых гораздо более широк в использовании.

  • Опять же, любой дата-сайенс курс по Python будет достаточен
    • Массивы
    • Циклы
    • Условия
    • Работа с *.mat-файлами
      • Импорт структур из файлов *.mat
      • Экспорт в структуры *.mat
    • обязательно нужно уметь пользоваться модулями
      • numpy
        • pandas опционально будет плюсом
      • matplotlib

Есть ещё Scilab, который является рип-офом Matlab, и в целом он всем хорош (бесплатный и легковесный), кроме самой сути того, что он подражает Matlab-у. Ну и ещё всё-таки не все функции перенесены, некоторые работают и вызываются иначе. Если вы более менее понимаете, что делаете, для вас это будет не проблема. В противном случае работать с Scilab сложнее из-за того что комьюнити у него гораздо меньше, а значит гуглить будет сложнее.

Как это всё учить

Зависит от того, сколько у вас времени.

Если вы только готовитесь поступать

Учите неспеша и вникая в суть. Для этого неплохо подходят бесплатные ресурсы типа KhanAcademy - всё вышеизложенное (кроме, возможно, программирования и офисного пакета) можно выучить там. Причем объяснение на KhanAcademy практически всегда было для меня более понятным, чем объяснения на лекции.

У изучения на сторонних ресурсах есть несколько нюансов

  • Фокус вашего ВУЗа может лежать не на том, что хотел вам рассказать создатель ресурса
    • Сверяйтесь с силлабусом и описанием модуля вашего вуза и факультета.
    • Проверьте, что там стоит в "целях обучения" конкретному предмету.
    • Найдите там также главу со сферами применения всего того, что будет проходиться в течение курса - так вы будете примерно представлять, зачем вообще всё это учить.
  • Если вы смотрите уроки на английском (как делал я), вам по-началу будет сложно их ассоциировать с немецкими понятиями
    • Старайтесь сразу находить аналоги терминам к изученным темам

Если вы уже поступили и ничего не понимаете

Учите то, что будут спрашивать в контрольной.

Во многих вузах можно достать предыдущие контрольные, которые либо вынесли, либо по-памяти записали

Это очень плохой способ учиться и вы, скорее всего, будете ощущать огромные провалы в знаниях. Но, если вы взялись за генералистскую специальность типа биомедицинской техники, успеть выучить все предметы достаточно глубоко скорее всего не хватит времени.

В этом плане гораздо проще тем, кто поступает в ВУЗ с программами постепенной специализации. Например, в одном из топовых технических ВУЗов Германии - RWTH Aachen - биомедицинская техника это одна из специализаций факультета машиностроения. Таким образом, вы сначала фокусируетесь на том, чтобы быть хорошим инженером, а уже потом добавляете к этому биологию, анатомию и прочее.

Я пытался понять предметы на комфортном для меня уровне, и в итоге первые контрольные завалил, потому что просто не успел доучить до того момента, который профессор посчитал важным. На лабораторных и на (немногочисленных) устных экзаменах у меня было всё в порядке, так как там как раз нужно показывать понимание предмета, а за контрольные оценки почти весь бакалавриат у меня были отвратительные, потому что я не знал, что в принципе можно где-то достать старые контрольные. Получалось очень забавно - многие студенты, про которых профессора думали, что они совершенно ничего не понимают (судя по лабораторным), получали отличные оценки, а с меня они удивлялись, мол ты же вроде понимал что делаешь, почему у тебя опять за контрольную "удовлетворительно"?

Вообще, учеба по старым контрольным стала уже какой-то странной нормой, по-крайней мере в средних вузах типа того, что заканчивал я. Студенты массово распространяют старые вопросы с экзаменов, учат по ним предмет, получая островные знания, и "зарабатывают" отличные оценки. Профессоры видят, что у них распределение оценок по итогу "нормальное" (всмысле Гаусса, т.е. в основном оценки средние, относительно немного плохих и также относительно немного очень хороших), удовлетворяются этим и ничего не меняют ни в программе, ни в системе контроля. Только потом, когда в конце бакалавриата или на магистратуре, когда все эти отличники начинают работать в группах над проектами, почему-то получается, практически никто не в состоянии применить знания, которые вроде как должны были быть давно получеными. Выводов из этого, конечно, не делается.

Как я попробовал легальное читерство

Один пример из моей учебы - статистика. Я практически не понимал ничего на лекциях, мало что понял на упражнениях и с треском провалил контрольную на первой попытке (всего попыток сдать экзамен в нашем вузе было 4 - три письменных и одна устная, после проваленной четвертой тебя отчисляют). Мне совершенно не хотелось разбираться в статистике, т.к. мне казалось (и до сих пор кажется), что примерно половину понятий там приходится принимать "как есть", потому что это "так оно работает", потому что иначе нужно будет уходить в какие-то дикие дебри и обоснования, которые по-сути то и не нужно понимать, до тех пор пока ты знаешь, как применять определённый статистический инструмент и вкурсе о его ограничениях. Так вот, для разнообразия я решил подготовиться к статистике "как все", и единственный из потока получил 100% за контрольную. Это в принципе моя лучшая оценка за всё обучение. Понимал ли я что делаю? Конечно нет. Знаю ли я теперь статистику? Совсем немного, и в основном за счет того, что применял некоторые инструменты в своих проектах.

Забавно было, когда люди, с которыми я учился, пошли на магистратуру. Так как мы были вторым или третьим потоком нашего ВУЗа на магистратуре биомедицинской техники, старых контрольных практически не было - людей мало, контрольные выносят или запоминают и рассказывают другим единицы. И как-то так получилось, что мой итоговый балл на потоке внезапно стал одним из самых высоких, хотя мне пришлось поступать на магистратуру через дополнительный тест - настолько плохая у меня была средняя оценка за бакалавриат.

Выводы

  • Изучите программу хотя бы первого семестра вашего ВУЗа ещё до поступления
  • Обязательно заглядывайте в силлабус своей специальности и держите в голове цели модулей
  • Если учитесь на немецком/французском, а материал вам нравится учить на английском - сразу находите аналоги терминов на языке обучения
  • Если всё плохо и вы ничего не успеваете - "легально читерите" спрашивая старые контрольные и пытайтесь хотя бы подготовиться по ним

EVOpit.log

https://t.me/evopit:

Хроника продвижения по карьерной лестнице магистра биомедицинской техники.

Бонусом: концентрат трансгуманизма, гаджетов, биохакинга и прочего повышения продуктивности.