Скачать 181.6 Kb.
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ: Учебно-методические указания для семинарских занятий Красноярск 2013 СФУ УДК 574.5(07) ББК 28.072,1я73 Э400 Экологическая биофизика водных экосистем: учебно-методические указания для семинарских занятий / сост. М.И. Гладышев – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2013 – 17 с. Настоящее издание является частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Экологическая биофизика водных систем», включающее рабочую программу, конспект лекций, практикум, учебно-методические указания для самостоятельной работы. Данные учебно-методические указания по курсу «Экологическая биофизика водных экосистем» разработаны для семинарских занятий, в них рассматриваются темы семинарских занятий, вопросы, вынесенные для самостоятельной подготовки студентов, литературные источники для написания реферата. В конце предлагаются контрольные вопросы для зачета. Учебно-методический комплекс «Экологическая биофизика водных систем» предназначен для магистров направления 020400.68 «Биология» магистерской программы «Гидробиология и ихтиология» - 020400.68.04. УДК 574.5(07) ББК28.072,1я73 © Сибирский федеральный университет, 2013 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ В курсе «Экологическая биофизика водных экосистем» изучаются теоретические и методические основы экологической биофизики, рассматривающей физические процессы и явления, возникающие в результате функционирования живых надорганизменных систем, то есть даются основы мультидисциплинарного взаимодействия в области экологии. Данный курс знакомит студентов с теорией и практикой непосредственного применения комплексных (биологических, физико-математических и др.) методов при исследовании природных экосистем. Дисциплина предназначена для подготовки магистров по авторской программе 020400.68.04 «Гидробиология и ихтиология» по направлению 020400.68 – Биология (магистр), укрупненной группы 020000 – Естественные науки, включена в профессиональный цикл (вариативная часть) учебного плана в системе подготовки по данному профилю в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. Целью преподавания данной дисциплины является формирование у студентов базовых представлений об экологии как науке, об окружающей среде на основе использования новых физико-математических методов в экологии. Задачи изучения дисциплины: - дать студентам представления о структуре и функции природных экосистем как основе рациональной эксплуатации и охраны окружающей среды; - научить владению и использованию методов мониторинга экосистем на основании зондирования биофизических полей биолюминесценции и флуоресценции; - привить навыки владения методами математического и физического моделирования; - познакомить с ролью живых организмов в гидрофизических процессах экосистемного масштаба. В результате изучения данной дисциплины магистр приобретает следующие практические навыки, умения, общекультурные (ОК), профессиональные (ПК) и специальные (СК) компетенции: ОК-2: способен к инновационной деятельности; ОК-4: понимает пути развития и перспективы сохранения цивилизации, связь геополитических и биосферных процессов, проявляет активную жизненную позицию, используя профессиональные знания; ОК-6: способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности. ПК-1: понимает современные проблемы биологии и использует фундаментальные биологические представления в сфере профессиональной деятельности для постановки и решения новых задач. ПК-2: знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению. ПК-3: самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет фундаментальные проблемы, ставит задачу и выполняет полевые, лабораторные биологические исследования при решении конкретных задач по специализации с использованием современной аппаратуры и вычислительных средств, демонстрирует ответственность за качество работ и научную достоверность результатов. ПК-6: творчески применяет современные компьютерные технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче биологической информации. ПК-9: профессионально оформляет, представляет и докладывает результаты научно-исследовательских и производственно-технологических работ по утвержденным формам. В результате изучения дисциплины студент должен: знать: структуру и функции природных экосистем как основу рациональной эксплуатации и охраны окружающей среды; роль живых организмов в гидрофизических процессах экосистемного масштаба; уметь использовать методы мониторинга экосистем на основании зондирования биофизических полей биолюминесценции и флуоресценции; владеть: методами математического и физического моделирования. Семинарские занятия - одна из форм практических занятий, проводимых под руководством преподавателя. В то же время, это наиболее сложный и плодотворный вид вузовского обучения и воспитания. Семинар предназначается для углубленного изучения той или иной дисциплины и овладения методологией применительно к особенностям изучаемой отрасли науки. В результате предварительной работы над программным материалом, в процессе выступлений студентов по вопросам темы, возникающей между ними дискуссии и обобщений преподавателя, решаются задачи познавательного и воспитательного характера, формируется мировоззрение, прививаются методологические и практические навыки, необходимые для становления квалифицированных специалистов. Семинарские занятия можно рассматривать как одну из форм интерактивного обучения магистров, так как там часто возникают дискуссии по основным проблемам дисциплины, проводится разбор задач и проигрываются некоторые модели экосистем. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ Успешность профессиональной подготовки магистров определяется их степенью подготовленности, большая доля которой базируется на самостоятельной работе. Аудиторная работа предполагает чтение лекций и проведение семинарских занятий. Система контроля за уровнем знаний магистров по дисциплине «Экологическая биофизика водных экосистем» представлена зачетом, ответами на тесты, рефератом, семинарами и конспектами. Предварительный контроль проводится путем вводного тестирования. Текущий контроль осуществляется в форме промежуточного тестирования по модулям, проверки конспектов, защиты реферата. Итоговый контроль проводится в форме зачета. Подготовка к семинарским занятиям сводится к следующему плану: 1. Выбор темы, определение задач. 2. Подготовка вопросов для обсуждения. 3. Распределение заданий и тем для сообщений. 4. Подбор основной и дополнительной литературы, интернет-ресурсов. 5. Консультации у преподавателя. 6. Подготовка доклада и презентации Презентации обычно делают в PowerPoint, в Impress, либо в Acrobat. Ниже кратко рассматривается содержание разделов и тем лекционного курса. На семинарских занятиях студенты рассматривают темы, которые интегрировано отражают лекционный курс и самостоятельную работу студента. К практически каждому занятию студенты готовят доклад с презентацией по одной из выбранных тем. Темы выдаются преподавателем заранее и согласовываются со всей группой. Во время подготовки к семинарскому занятию студент может получить индивидуальную консультацию у преподавателя. ТЕМА 1. БИОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА (4 ЧАСА) Вопросы для подготовки к занятию:
Литература:
ТЕМА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ (6 ЧАСОВ) Вопросы для подготовки к занятию:
Литература:
ТЕМА 3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МИКРОЭКОСИСТЕМЫ (МЭС) (3 ЧАСА) Вопросы для подготовки к занятию:
Литература:
ТЕМА 4. РОЛЬ ГИДРОБИОНТОВ В ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ЭКОСИСТЕМНОГО МАСШТАБА НА ПРИМЕРЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛЕНКИ ВОДЫ. (2 ЧАСА). Вопросы для подготовки к занятию:
Литература:
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Итоговой формой контроля знаний магистров по дисциплине «Экологическая биофизика водных экосистем» является зачет. Для успешной подготовки и сдачи зачета предлагаются следующие контрольные вопросы. 1. Предмет и задачи экологической биофизики. Разделы экологической биофизики. 2. Биолюминисценция в морях и океанах. 3. Определение численного значения кинетических характеристик в математических моделях водных экосистем 4. Флюоресценция хлорофилла. Интерпретация вертикального распределения сигнала флюоресценции во внутренних водоемах. 5. Интерпретация горизонтального распределения сигнала флюоресценции во внутренних водоемах. 6. Статистические и динамические модели. 7. Простейшая динамическая модель на примере хемостата. 8. Основные понятия в математическом моделировании: вектор состояния, параметры, константы, прогноз. 9. Формальная теория сосуществования и регуляции видового состава сообществ. Принцип Гаузе. 10. Коэффициенты приспособленности, векторы и матрицы приспособленности. Модель как инструмент выдвижения гипотез. 11. Принцип аутостабилизации. 12. Коэффициенты чувствительности и теорема об экологическом квантовании. 13. "Распадные" модели динамики загрязняющих веществ в водоеме. Коэффициенты самоочищения. 14. Уравнение роста Моно (Михаэлиса-Ментен). 15. Измерение фоновых концентраций для верификации динамических моделей. 16. Основания для выделения или агрегации компонент в математических моделях водных экосистем. 17. Ограничения классических методов сбора планктона и их преодоление путем зондирования биолюминесцентного поля. 18. Проблемы переноса экспериментально измеренных модельных кинетических характеристик на природную экосистему. 19. Классификация экспериментальных микроэкосистем по различным признакам. 20. Цели экспериментов с микроэкосистемами различных классов. 21. Проблема адекватности экспериментальной и природной экосистемы. "Эффект стенок". 22. Особенности изучения биодеградации легкоокисляемых поллютантов в экспериментальных микроэкосистемах. 23. Теплообмен между водоемом и атмосферой и его составляющие. Уравнение теплового баланса поверхности. 24. Газообмен между водоемом и атмосферой. Пленочная модель Уитмена. Скорость переноса кислорода. 25. Ограничения "распадных" моделей. Сходство и различия констант в "распадных" моделях и кинетических характеристик организмов. 26. Возможное влияние гидробионтов на изменение тепло- и масообмена между водоемом и атмосферой. 27. Пленки поверхностно-активных веществ на воде и их влияние на тепло- и газообмен между водоемом и атмосферой. 28. Интерпретация кривых вертикального распределения сигналов флюоресценции и биолюминесценции в терминах интегральных функциональных характеристик экосистемы. 29. Формализация понятия "качество воды" в динамических моделях. Выбор вектора состояния. 30. Физические особенности поверхностной пленки воды. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основная:
Дополнительная:
Интернет ресурсы Доступ к учебно-методической литературе и периодическим изданиям на русском и английском языках осуществляется с IP-адресов СФУ по электронным базам:
Учебное издание Гладышев Михаил Иванович Экологическая биофизика водных экосистем: Учебно-методические указания для семинарских занятий Редактор И.О. Фамилия Корректор И.О.Фамилия Компьютерная верстка: И.О.Фамилия Подписано в печать (дата) 2013 г. Формат 60х84/16. (А5) Бумага офсетная. Печать плоская. Усл. печ. л. ?? (количество страниц/16). Уч.-изд. л. ? ?. Тираж 100 экз. Заказ ????. (Дает РИО) Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79 Тел/факс (391) 244-82-31. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru Отпечатано Полиграфическим центром Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а |
Российской Федерации Сибирский федеральный университет экологическая биофизика водных экосистем Э400 Экологическая биофизика водных экосистем: учебно-методические указания для самостоятельной работы / сост. М. И. Гладышев – Красноярск:... | Наименование дисциплины : Мониторинг водных экосистем (альгология)... Во исполнение Указа Президента Российской Федерации от 14 июня 2012 г. N 846 "Об увековечении памяти А. А. Вознесенского" Правительство... | ||
Дипломного проекта/работы В соответствии с Уставом фгоу впо «Сибирский федеральный университет» и Положением об итоговой государственной аттестации выпускников... | Российской Федерации Сибирский федеральный университет Г генная инженерия промышленно-важных продуцентов и целевых продуктов: Организационно-методические указания [Текст] / сост. И. Л.... | ||
Основная образовательная программа высшего профессионального образования Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального... | Российской Федерации Сибирский федеральный университет Гражданско-правовое... Учебно-методическое пособие предназначено для подготовки студентов, обучающихся в Юридическом институте Сибирского федерального университета... | ||
Российской Федерации Сибирский федеральный университет Целью дисциплины является формирование представлений об общих закономерностях жизнедеятельности больного организма Общая и частная... | Министерство природных ресурсов и экологии российской федерации федеральное... Настоящий Закон регулирует отношения по охране и использованию водных биологических ресурсов в Ивановской области в соответствии... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Водным кодексом Российской Федерации, постановлением Правительства Российской Федерации от 14 декабря 2006 г. N 769 "О порядке утверждения... | Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека макласова... Министерства здравоохранения Российской Федерациии их реализация на период 2012-2017 г г | ||
Пояснительная записка рабочая программа по истории Вологодского края... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» | Сибирский федеральный университет А. Н. Борисевич, Л. В. Границкий, Л. В. Кашкина, В. Б. Кашкин, Г. Г. Никифорова, Т. В. Рублева К. В. Симонов, А. И. Сухинин | ||
Пояснительная записка Рабочая учебная программа по истории разработана... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» | Пояснительная записка Рабочая учебная программа по истории разработана... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» | ||
Пояснительная записка рабочая программа по литературе в 8 классе... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» | Пояснительная записка рабочая программа по литературе в 11 классе... Федеральный закон Российской Федерации от 29. 12. 2012, №273-фз «Об образовании в Российской Федерации» |