Анализ и основы моделирования экосистем

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ –
МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА»
(ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Факультет почвоведения, агрохимии и экологии
Кафедра экологии
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебной работе
проф. ____________ В.Ф. Сторчевой
“____”______________2013_ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Анализ и основы моделирования экосистем»
для подготовки бакалавров по профилю
«Экология»
ФГОС ВПО 3-го поколения
Направление: 022000.62 «Экология и природопользование»
Курс 4
Семестр 7
Москва, 2013
Составители: Васенев И.И., д.б.н., профессор
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
«__» ________ 2013 г.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Анализ и
основы моделирования экосистем» блока Б3.В.ОД.4 студентам бакалавриата
очной формы обучения.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 022000.62 «Экология и природопользование», утверждённого приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «22»
декабря 2009 г. № 795, зарегистрированного в Минюсте РФ 2 февраля 2010 г.,
№ 16209
Программа обсуждена на заседании кафедры экологии.
Зав. кафедрой: Васенев И.И., д.б.н., профессор
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» ________ 2013 г.
Рецензент: Макаров Олег Анатольевич, д.б. н., профессор,
МГУ им. М.В. Ломоносова и
Международный университет «Дубна»
_____________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
Проверено:
Начальник отдела менеджмента
качества образования
______________ Л.А. Ефимова
(подпись)
Начальник методического отдела
______________
Л.М. Сашина
(подпись)
2
Согласовано:
Декан факультета ПАЭ Наумов В.Д., д.б.н., профессор
(ФИО, ученая степень, ученое звание
(подпись)
«__» ________ 2013 г.
Программа обсуждена на заседании Ученого совета факультета почвоведения,
агрохимии и экологии, протокол № ______
Секретарь ученого совета факультета почвоведения, агрохимии и экологии
Игнатьева С.Л., к.с-х.н, доцент
______________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«_ _» ________ 2013 г.
Программа принята учебно-методической комиссией по направлению подготовки 022000.62 «Экология и природопользование» № ______
(направление)
Председатель учебно-методической комиссии:
И.И. Васенев, д.б. н., профессор
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
__________________________________________
«__» ________ 2013 г.
Заведующий выпускающей кафедрой:
И.И. Васенев, д.б. н., профессор
____________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» _______ 2013 г.
Начальник УИТ
_______________ М.Ю. Годов
(подпись)
Отдел комплектования ЦНБ
_______________ Е.А. Комарова
(подпись)
Копия электронного варианта получена:
Начальник отдела поддержки
дистанционного обучения УИТ
______________
К.И. Ханжиян
(подпись)
3
Содержание
АННОТАЦИЯ ..................................................................................................................................... 5
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ....................................................................................... 5
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ........................................................... 6
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ........................................................................................................ 6
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ................................................................ 9
4.1 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЁМКОСТИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВИДАМ РАБОТ ............................................ 9
4.2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ...................................................................................................... 10
4.3 ПРАКТИЧЕСКИЕ/СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ .................................................................................. 13
4.4 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ .............................. 16
4.5 ТЕСТЫ, КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ/РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ/УЧЕБНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ/РЕФЕРАТЫ....................................................................................... 18
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ..................................................................................... 20
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ..... 21
6.1 ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И СФОРМИРОВАННОСТИ
КОМПЕТЕНЦИЙ ................................................................................................................................. 21
6.2 ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ........................................... 22
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................................................................... 27
7.1 ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................ 27
7.2 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА ................................................................................................ 27
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ........................ 28
8.1 ТРЕБОВАНИЯ К АУДИТОРИЯМ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ .................................................. 28
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТАМ ПО ОСВОЕНИЮ
ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................................................................... 28
ПОДГОТОВКА ПРЕЗЕНТАЦИЙ ......................................................................................................... 28
ВИДЫ И ФОРМЫ ОТРАБОТКИ ПРОПУЩЕННЫХ ЗАНЯТИЙ ............................................................ 29
10. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯМ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ................................................................................................ 29
4
Аннотация
Дисциплина «Анализ и основы моделирования экосистем» входит в вариативную часть профессионального цикла подготовки бакалавров направления 022000.62 «Экология и природопользование». Она ориентирована на формирование у бакалавров базовых знаний, умений и навыков по теоретическим
и информационно-методическим основам системного анализа и моделирования
экосистем, экологического состояния и функционального качества их базовых
компонентов, использования, верификации и настройки рамочных информационно-справочных систем и систем поддержки принятия решений для анализа и
решения проблемных экологических и агроэкологических ситуаций в условиях
конкретного региона и ландшафта. Содержание курса нацелено на выполнение
основных требований государственного образовательного стандарта по
направлению 022000.62 «Экология и природопользование». Трудоёмкость дисциплины – 3 зачётные единицы, форма итогового контроля – экзамен и курсовой проект. Ведущий преподаватель – доктор биологических наук, заведующий
кафедрой экологии Иван Иванович Васенев.
1. Цели освоения дисциплины
Целью дисциплины «Анализ и основы моделирования экосистем» является выработка у бакалавров целостного представления о предмете и методологии системного анализа и моделирования экосистем, решаемых с их помощью
задачах информационно-аналитического обеспечения оценки, моделирования и
прогноза экологического состояния и функционального качества базовых компонентов природных и антропогенно измененных экосистем, поддержки принятия управленческих, планировочных, экспертных и технологических решений при анализе проблемных экологических и агроэкологических ситуаций в
условиях конкретного вида землепользования, региона и ландшафта.
Эта цель достигается путем решения следующих задач:
 приобретение необходимых систематизированных теоретических знаний в
области системного анализа и математического моделирования экосистем,
 понимание места, реальных современных возможностей и приоритетных
задач системного анализа и моделирования экосистем в решении проблемных экологических и агроэкологических ситуаций,
 получение представления о структуре, функциональных возможностях и
программных платформах динамических экологических и агроэкологических моделей оценки функционального качества и анализа изменений
компонентов, потоков и процессов природных, агро- и урбо- экосистем,
 приобретение опыта и практических навыков работы по анализу проблемных экологических ситуаций с использованием функциональных элементов системного анализа и моделирования экосистем,
 развитие умения делать необходимые и логически обоснованные выводы
из системного анализа и результатов моделирования основных диагности-
5
ческих показателей экологического состояния и функционального качества
базовых компонентов природных, агро- и урбо- экосистем.
2. Место дисциплины в учебном процессе
Дисциплина «Анализ и основы моделирования экосистем» относится к
обязательным дисциплинам ФГОС ВПО и входит в вариативную часть профессионального цикла реализации программы подготовки бакалавров по направлению 022000.62 «Экология и природопользование». Содержание и структура
дисциплины соответствуют требованиям ФГОС ВПО, ООП ВПО и Учебного
плана подготовки по направлению 022000.62 «Экология и природопользование».
Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется
дисциплина «Анализ и основы моделирования экосистем» являются «Введение
в педометрику и статистику», «Основы геостатистики в экологии и природопользовании», «Общая экология», «ГИС в экологии и природопользовании».
Дисциплина «Анализ и основы моделирования экосистем» является базовым
курсом для дисциплин профессионального блока подготовки экологов: «Агроэкологические модели», «Агроэкологический мониторинг», «Основы экологического аудита», «Социальная экология».
Особенностью дисциплины является то, что она тесно взаимосвязана с
дисциплинами математического и естественнонаучного цикла подготовки по
направлению 022000.62 «Экология и природопользование» и является основополагающей для системного анализа и моделирования основных диагностических показателей экологического состояния и функционального качества базовых компонентов природных, агро- и урбо- экосистем.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
Изучение данной учебной дисциплины направлено на формирование у
обучающихся следующих компетенций:
Общекультурные компетенции:
ОК-1: владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;
Компетенции в области "Экология":
ПК-9: владеть методами прикладной экологии, экологического картографирования, экологической экспертизы и мониторинга; владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и
использовать теоретические знания на практике;
Компетенции в области "Геоэкология":
ПК-14: Владения методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной геоэкологической информации и использовать теоретические знания
в практике;
6
ПК-23: Способности к обобщению и статистической обработке результатов опытов, формулированию выводов.
В результате изучения дисциплины студент должен обладать навыками:
 системного анализа базовой нормативно-методической информации в области прикладной экологии и природопользования;
 обработки, анализа, обобщения, генерализации, синтеза и визуализации полевой и лабораторной экологической информации;
 системного анализа основных диагностических показателей экологического
состояния и функционального качества базовых компонентов природных,
агро- и урбо- экосистем;
 работы с динамическими экологическими и агроэкологическими моделями
оценки функционального качества и анализа изменений компонентов, потоков и процессов природных, агро- и урбо- экосистем;
 анализа и прогнозирования проблемных экологических ситуаций с использованием функциональных элементов системного анализа и моделирования
экосистем.
7
Таблица 1
Требования к результатам освоения учебной дисциплины
№ Индекс
компеп/п тенции
Содержание компетенции
(или её части)
Владение культурой
мышления, способностью
к обобщению, анализу,
1 ОК-1
восприятию информации,
постановке цели и выбору
путей ее достижения
Владение методами прикладной экологии, экологического картографирования, экологической экспертизы и мониторинга;
Владение методами обработки, анализа и синтеза
ПК-9, полевой и лабораторной
2 ПК-14, экологической/ геоэколоПК-23 гической информации и
использовать теоретические знания в практике;
Способность к обобщению и статистической обработке результатов опытов, формулированию выводов
В результате изучения учебной дисциплины обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
- методами системного
- базовую нормативно- - анализировать и обобщать,
анализа нормативнометодическую
информации, ставить струкметодической инфоринформации в области турированные цели и выбимации в области приприкладной экологии и рать рациональные пути и
кладной экологии и
природопользования
методы их достижения
природопользования
- методы прикладной
-- использовать современ- методами прикладэкологии, экологического ные методы прикладной
ной экологии, эколокартографирования,
экологии, экологического
гического картографиэкологической экспертизы
картографирования,
рования, экологичеи мониторинга;
экологической экспертизы и
ской экспертизы и момониторинга;
- методы педометрики и
ниторинга;
статистического анализа - использовать современные
- основными методами
данных в области при- методы педометрики и стаприменения педометкладной экологии, эко- тистики для решения задач
рики и статистики в облогического картографи- прикладной экологии, эколасти решения прирования и мониторинга; логического мониторинга и
кладных задач экологии
проектирования;
- методы обработки,
и природопользования;
анализа и синтеза разно- - планировать мероприятия
- статистическими меплановой экологической
по сбору и анализу
тодами обработки, анаинформации с использо- экологической информации
лиза и синтеза эколованием основных пропо конкретным объектам
гической информации
граммных средств.
исследования
8
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зач. ед. (108 часа), их распределение по видам работ представлено в таблице 2.
Таблица 2
Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ по семестрам
Трудоёмкость
Вид учебной работы
зач.
ед.
час.
в т.ч. по семестрам
№5
Общая трудоёмкость дисциплины по
учебному плану
3
108
108
1,5
54
54
лекции (Л)
0,5
18
18
практические занятия (ПЗ )
0,72
26
26
семинар (С)
0,28
10
10
Самостоятельная работа (СРС)
1,5
54
54
проработка и повторение лекционного материала, изучение рекомендованной дополнительной литературы
0,14
5
5
0,055
2
2
курсовой проект
0,5
18
18
консультации (К)
0,055
2
2
Подготовка к экзамену
0,75
27
27
Аудиторная работа:
контрольные работы (Кр)
Вид контроля:
Экзамен
9
4.2 Содержание дисциплины
Таблица 3
Тематический план учебной дисциплины
Наименование разделов и тем дисциплин
Всего
(укрупнёно)
Аудиторная
работа
Л
ПЗ
С
Внеаудиторная
работа СР
Раздел 1. Основные свойства систем и
особенности системного анализа
8
2
2
2
2
Раздел 2. Классификация систем и анализ
лимитирующих факторов экосистем.
16
4
6
2
4
Раздел 3. Системный анализ проблемных
ситуаций и системы поддержки принятия
решений по оптимизации агроэкосистем.
28
6
10
2
10
Раздел 4. Автоматизированные модели
оценки почв как базовых компонентов
экосистем и агроэкосистем.
18
4
6
2
6
Раздел 5. Динамические экологические
модели процессов и потоков экосистем.
11
2
2
2
5
Подготовка к экзамену по всем разделам
и темам дисциплины
27
Всего за семестр
108
18
26
10
54
Итого по дисциплине
108
18
26
10
54
27
Раздел 1. Основные свойства систем и особенности системного анализа
Тема 1. Основные свойства систем, статистические методы и этапы системного анализа.
Базовые определения систем, объекта и предмета системного анализа. Основные свойства систем. История развития системного анализа. Функциональные
задачи системного подхода. Этапы системного анализа. Статистические методы
системных исследований. Выбор и обоснование рабочей гипотезы анализа (агро-)
экосистемы. Тестирование гипотезы с применением методов статистики
Раздел 2. Классификация систем и анализ лимитирующих факторов экосистем
Тема 1. Классификация систем и анализ поведения сложных систем.
Классификация систем. Открытые, закрытые, статические, динамичные системы. Особенности биологических систем. Экосистемы и агроэкосистемы как
10
объекты системного анализа. Функционально-компонентный анализ экосистем.
Методы управления системами. Анализ поведения сложных систем. Современное
состояние системных исследований. Иерархическое структурирование исследуемой системы. Построение модельного дерева корреляций.
Тема 2. Пространственная организация и геостатистические модели экосистем и агроэкосистем.
Иерархическая структура пространственной организации экосистем и агроэкосистем. Геостатистические модели их основных диагностических показателей
(ОДП). Геоинформационные системы (ГИС). Методические особенности растровых и векторных ГИС как компьютерных моделей геоэкосистем. Геостатистический анализ (агро-) экосистемы в SURFER. Автоматизированное построение картографических моделей ее основных диагностических показателей (ОДП).
Раздел 3. Системный анализ проблемных ситуаций и системы поддержки
принятия решений по оптимизации экосистем и агроэкосистем
Тема 1. Моделирование в системном анализе и системы поддержки принятия решений.
Моделирование в системном анализе. Логические, графические и математические модели систем. Роль моделей в экологии. Использование метода ориентированных графов для исследования экосистем. Исследование биосистем. Применение математических методов в прикладной экологии. Информационноаналитические системы поддержки принятия решений. Анализ, выбор, фильтрация базовых параметров при решении оценочно-оптимизационных экологических и агроэкологических задач.
Тема 2. Принятие решений в условиях неопределенности и риска. Оптимизационные задачи в экологии и агроэкологии.
Научные основы теории принятия решений. Принятие решений в условиях
различной определенности и риска. Многокритериальные задачи принятия решений. Автоматизированные системы принятия решений в экологии и агроэкологии. Оптимизационные задачи. Критерии оптимальности. Вопросы объективности решений. Функциональные модели решения оптимизационных задач в экологии и агроэкологии. Решение оптимизационных задач с применением экспертных
информационно-справочных систем. Решение на базе СППР ЛИССОЗ (АКОРДР) типовых задач прогнозирования продукционного процесса, урожайности
культур и агроэкологической оптимизации землепользования.
Тема 3. Агроэкологические модели и их систематизация. Иерархическая организация экосистем и агроэкосистем.
Агроэкологические модели и их систематизация. Структура основных вариантов моделей. Методическое и нормативно-справочное обеспечение. Тестирование моделей. Экстраполяция результатов. Сфера применения. Иерархические
11
структуры. Возможные схемы иерархической организации системы. Системы с
равноправными субъектами. Зависимость качества информации от организации
системы. Иерархическая организация экологических систем/подсистем и их моделей. Решение на базе СППР ЛИССОЗ (АКОРД-Р) типовых задач выбора оптимальных культур, систем обработки почв и рациональных доз удобрений с учетом свойств конкретного участка.
Раздел 4. Автоматизированные модели оценки почв как базовых компонентов экосистем и агроэкосистем
Тема 1. Рамочные системы функционально-экологической оценки экосистем
и почв как их базовых компонентов и структурно-функциональных
подсистем.
Функционально-компонентный анализ основных вариантов и базовых компонентов экосистем. Функциональное и методическое структурирование экосистем, их моделей и систем мониторинга экосистем. Функционально-экологическая интерпретация и пространственная экстраполяция результатов моделирования. Анализ, оценка и мониторинг региональных и локальных экологических
проблем с использованием моделей оценки экологического состояния и функционального качества их базовых компонентов, экологических моделей и геоинформационных систем.
Тема 2. Автоматизированные системы агроэкологической оценки почв и земель как структурно-функциональных подсистем.
Автоматизированные системы агроэкологической оценки почв и земель.
Базовые алгоритмы агроэкологической оценки и программа Региональной автоматизированной системы комплексного агроэкологического анализа земель
(РАСКАЗ). Геоинформационные и информационно-справочные системы для агроэкологической оценки и оптимизации сельскохозяйственного землепользования и агротехнологий земледелия. Электронные атласы агроэкологического состояния земель.
Раздел 5. Динамические экологические модели процессов и потоков экосистем
Тема 1. Динамические модели функционирования экосистем, агроэкосистем,
миграции и трансформации веществ.
Динамика биологических и экологических систем. Методы описания динамических процессов. Динамические модели экосистем и агроэкосистем. Модели
потоков парниковых газов. Модели фотосинтеза и продукционного процесса.
Модели влагопереноса и трансформации растворов. Идентификация и верификация экологических и агроэкологических моделей. Педотрансферные функции.
Моделирование миграции и трансформации загрязняющих веществ. Экологическая регламентация землепользования с применением динамических моделей и
геоинформационных систем.
12
4.3 Практические/семинарские занятия
Таблица 4
Содержание практических/семинарских занятий и контрольных
мероприятий
№
п/п
№ раздела
№ и название практических/
семинарских занятий с
указанием контрольных
мероприятий
Вид
контрольного
мероприятия
Колво
часов
Раздел 1. Основные свойства систем и особенности системного анализа
1.
2.
Тема 1 Основные
свойства систем,
статистические методы и этапы системного анализа
Тема 1 Основные
свойства систем,
статистические методы и этапы системного анализа
Семинар № 1.
Функциональные задачи и
этапы системного подхода.
Практическое занятие № 1.
Формирование базы данных
по анализу рабочего участка
исследуемой (агро)экосистемы
в Excel. Выбор и обоснование
рабочей гипотезы анализа (агро)экосистемы. Тестирование
гипотезы с применением методов статистики.
Обсуждение вопросов семинара, с оценкой
активности студентов. Письменный тест.
2
Работа на компьютере и с отчетными формами, заполнение отчетных
форм по задаче,
ответ на контрольные вопросы.
2
Раздел 2. Классификация систем и анализ лимитирующих факторов
экосистем
3
Тема 1. Классификация систем и анализ поведения
сложных систем
Обсуждение воЭкосистемы и агроэкосисте- просов семинара, с оценкой
мы как объекты системного
активности стуанализа.
дентов. Тест.
2
4.
Тема 1 Классификация систем и
анализ поведения
сложных систем
Практическое занятие № 1.
Иерархическое структурирование исследуемой системы.
Построение модельного дерева корреляций на основе базы
данных исследуемой экосистемы в Excel.
2
Семинар № 1.
Работа на компьютере и с отчетными формами, заполнение форм по
задаче, ответ на
контрольные
вопросы.
13
№
п/п
5
№ раздела
Тема 2. Пространственная организация и геостатистические модели экосистем и агроэкосистем
№ и название практических/
семинарских занятий с
указанием контрольных
мероприятий
Вид
контрольного
мероприятия
Колво
часов
Практическое занятие № 2.
Работа на комГеостатистический анализ (аг- пьютере и/,или с
ро-) экосистемы в SURFER. отчетными форАвтоматизированное построе- мами, заполнение картографических моделей ние форм, ответ
ее основных диагностических
на вопросы
показателей (ОДП). Прикладная интерпретация результатов
4
Раздел 3. Системный анализ проблемных ситуаций и системы поддержки принятия решений по оптимизации экосистем и агроэкосистем
6
Тема 1 Моделирование в системном
анализе и системы
поддержки принятия решений
Семинар № 1. Применение ма- Обсуждение
тематических методов в при- вопросов семикладной экологии. Информа- нара, с оценкой
ционно-аналитические систеактивности
мы поддержки принятия решестудентов.
ний.
Письменный
тест.
2
7.
Тема 1 Моделирование в системном
анализе и системы
поддержки принятия решений
Практическое занятие № 1.
Анализ, выбор, фильтрация
базовых параметров при решении оценочнооптимизационных агроэкологических задач. Визуализация
и интерпретация результатов.
Работа на компьютере и с отчетными формами, заполнение отчетных
форм по задаче,
ответ на контрольные вопросы.
2
8
Тема 2. Принятие
Практическое занятие № 2.
Работа на комрешений в условиях
Решение на базе СППР
пьютере и с отнеопределенности и ЛИССОЗ (АКОРД-Р) типочетными форриска. Оптимизаци- вых задач прогнозирования
мами, заполнеонные задачи в экопродукционного процесса,
ние отчетных
логии и агроэколо- урожайности культур и агро- форм по задаче,
гии
экологической оптимизации
ответ на конземлепользования.
трольные вопросы.
4
14
№
п/п
9
№ раздела
№ и название практических/
семинарских занятий с
указанием контрольных
мероприятий
Вид
контрольного
мероприятия
Тема 3. АгроэкоПрактическое занятие № 3.
Работа на комлогические модели Решение на базе СППР ЛИС- пьютере и с оти их систематизаСОЗ (АКОРД-Р) типовых за- четными форция. Иерархичедач выбора оптимальных
мами, заполнеская организация
культур, систем обработки
ние отчетных
экосистем и агропочв и рациональных доз
форм по задаче,
экосистем
удобрений с учетом свойств
ответ на конконкретного участка.
трольные вопросы.
Колво
часов
4
Раздел 4. Автоматизированные модели оценки почв как базовых компонентов экосистем и агроэкосистем
10
Тема 1. Рамочные
Семинар № 1. Функциональ- Обсуждение восистемы функцио- но-экологическая интерпрета- просов семинанально-экологичес- ция и пространственная эксра, с оценкой
кой оценки экоситраполяция результатов моде- активности стустем и почв как их
лирования.
дентов. Письбазовых компоненменный тест.
тов и структурнофункциональных
подсистем
2
11
Тема 1 Рамочные
системы функциональноэкологической
оценки экосистем
и почв как их базовых компонентов и структурнофункциональных
подсистем
Практическое занятие № 1.
Функциональноэкологическая оценка экосистем и почв как их базовых
компонентов и структурнофункциональных подсистем
(в программах РАСКАЗ/АКОРДР). Анализ и моделирование
проблемных экологических
ситуаций.
Работа на компьютере и с отчетными формами, заполнение отчетных
форм по задаче,
ответ на контрольные вопросы.
2
12
Тема 2. АвтоматиПрактическое занятие № 2.
зированные систеАгроэкологическая оценка
мы агроэкологичепочв и земель как базовых
ской оценки почв и компонентов агроэкосистем (в
земель как струкпрограммах РАСКАЗ/АКОРД-Р).
турно-функциоАнализ и моделирование прональных подсиблемных агроэкологических
стем
ситуаций.
Работа на компьютере и с отчетными формами, заполнение отчетных
форм по задаче,
ответ на контрольные вопросы.
4
15
№
п/п
№ раздела
№ и название практических/
семинарских занятий с
указанием контрольных
мероприятий
Вид
контрольного
мероприятия
Колво
часов
Раздел 5. Динамические экологические модели процессов и потоков
экосистем
13 Тема 1. Динамические модели функционирования экосистем, агроэкосистем, миграции и
трансформации веществ
Семинар № 1. Экологическая
Обсуждение
регламентация землепользо- вопросов семивания с применением дина- нара, с оценкой
мических моделей и геоинактивности
формационных систем.
студентов.
Письменный
тест.
14. Тема 1 ДинамичеПрактическое занятие № 1.
ские модели функРабота с базовыми модулями
ционирования эко- динамических моделей потосистем, агроэкоси- ков парниковых газов (EdyPro)
стем, миграции и
и миграции почвенных растрансформации ве- творов (LEACHW / LEACHM).
ществ
Интерпретация результатов.
2
Работа на компьютере и с отчетными формами, заполнение форм по
задаче, ответ на
контрольные
вопросы.
2
4.4 Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
Таблица 5
Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
№
п/п
№ раздела и темы
Перечень рассматриваемых вопросов для
самостоятельного изучения
Кол-во
часов
Раздел 1. Основные свойства систем и особенности системного анализа
1.
Тема 1 Основные
свойства систем,
статистические методы и этапы системного анализа
История развития системного анализа. Статистические методы системных исследований.
2
Раздел 2. Классификация систем и анализ лимитирующих факторов экосистем
1.
Тема 1. Классифи- Анализ поведения сложных систем. Современкация систем и ана- ное состояние системных исследований.
лиз поведения сложных систем
2
16
№
п/п
№ раздела и темы
Перечень рассматриваемых вопросов для
самостоятельного изучения
Кол-во
часов
Тема 2. ПространМетодические особенности растровых и векственная организа- торных ГИС как компьютерных моделей агро-,
ция и геостатистиче- гео- и урбо-экосистем.
2
ские модели экосистем и агроэкосистем
Раздел 3. Системный анализ проблемных ситуаций и системы поддержки
принятия решений по оптимизации экосистем и агроэкосистем
1. Тема 1. Моделиро- Исследование биосистем. Применение матемавание в системном
тических методов в прикладной экологии. Инанализе и системы
4
формационно-аналитические системы подподдержки принятия держки принятия решений.
решений
2. Тема 2. Принятие
Функциональные модели решения оптимизарешений в условиях ционных задач в экологии и агроэкологии. Ренеопределенности и шение оптимизационных задач с применением
3
риска. Оптимизаци- экспертных информационно-справочных сионные задачи в эко- стем.
логии /агроэкологии
3. Тема 3. Агроэколо- Тестирование моделей. Экстраполяция резульгические модели и татов. Сфера применения. Иерархические
их систематизация. структуры.
3
Иерархическая организация экосистем
и агроэкосистем
Раздел 4. Автоматизированные модели оценки почв как базовых компонентов экосистем и агроэкосистем
1. Тема 1. Рамочные
Анализ, оценка и мониторинг региональных и
системы функциолокальных экологических проблем с использонально-экологичес- ванием моделей оценки экологического состокой оценки экосис- яния и функционального качества их базовых
тем и почв как их
2
компонентов.
базовых компонентов и структурнофункциональных
подсистем
2. Тема 2. Автоматизи- Автоматизированные системы агроэкологичерованные системы
ской оценки почв и земель. Геоинформационагроэкологической ные и информационно-справочные системы
оценки почв и зе4
для агроэкологической оценки.
мель как структурнофункциональных
подсистем
2.
17
№
п/п
№ раздела и темы
Перечень рассматриваемых вопросов для
самостоятельного изучения
Кол-во
часов
Раздел 5. Динамические экологические модели процессов и потоков экосистем
1.
Тема 1 Динамические модели функционирования экосистем, агроэкосистем, миграции и
трансформации
веществ
Педотрансферные функции. Моделирование
миграции и трансформации загрязняющих веществ.
ВСЕГО
5
27
4.5 Тесты, контрольные работы/расчётно-графические работы/учебноисследовательские работы/рефераты
Текущая аттестация студентов – оценка знаний и умений проводится на
каждом занятии:
 на лекционных занятиях – с помощью письменных экспресс-ответов на вопросы по лекционному курсу,
 на практических занятиях – с помощью выполнения заданий своего варианта и письменных ответов на контрольные вопросы и оформлении результатов работы в виде краткого отчета,
 на семинарском занятии – с помощью письменного реферата по теме семинара, помогающего выбрать методы анализа данных.
Примеры Тестов:
1. Какой метод обычно используется для анализа наличия связи между результатом и фактором?
a) логический анализ
б) регрессионный анализ
в) корреляционный анализ
г) орграфический анализ
2. Какой метод используется для анализа функциональной связи между результатом и фактором?
a) логический анализ
б) регрессионный анализ
в) корреляционный анализ
г) орграфический анализ
3. Как называются вершины орграфа, в которые не заходят дуги?
a) открытые
б) смежные
в) начальные
г) конечные
4. Как называются вершины орграфа, из которых не выходят дуги?
a) тупиковые
б) смежные
в) начальные
г) конечные
18
5. Какие свойства системы наиболее важны для ее эффективной работы?
a) стабильность
б) положительные обратные связи
в) самовосстановление
г) отрицательные обратные связи
6. К какому типу систем, как правило, не относятся поля товарных сельских хозяйств?
a) открытые
б) замкнутые
в) сложные
г) вероятностные
7. При каком изменении системы исчезает часть элементов, но сохраняются
компоненты?
a) кризис
б) катастрофа
в) крах
г) катаклизм
8. Как называется формализованный план действий в теории игр?
a) тактика
б) стратегия
в) формализация
г) систематика
9. Как называется закон, согласно которому система стремится измениться таким
образом, чтобы свести к минимуму эффект внешнего воздействия?
a) закон эмерджентности
б) закон равновесия
в) закон адаптации
г) закон устойчивости
10.Какие свойства системы наиболее важны для ее целостности?
a) стабильность
б) положительные обратные связи
в) самовосстановление
г) отрицательные обратные связи
Примерные вопросы к контрольной работе:
1. Проведите тестирование рабочей гипотезы о наличии достоверной связи продуктивности экосистемы с предложенными характеристиками почв (прилагаются), используя методы статистики
2. Проведите тестирование рабочей гипотезы о наличии достоверной связи потоков парниковых газов экосистеме с предложенными характеристиками микроклимата (прилагаются), используя методы статистики
3. Проведите анализ функциональной связи характеристик древостоя лесной экосистемы с предложенными характеристиками рельефа и данными дистанционного зондирования (прилагаются), используя методы статистики
4. Разберите принципиальный алгоритм системного анализа основных экологических рисков деградации почв в условиях придорожной экосистемы.
5. Разберите принципиальный алгоритм системного анализа основных экологических рисков загрязнения грунтовых вод в условиях животноводческой агроэкосистемы
6. Разберите принципиальный алгоритм анализа основных экологических рисков
и факторов загрязнения экосистем Лесной опытной дачи в условиях мегаполиса Москвы.
7. Постройте тематические карты (данные и задание прилагаются) в программе
SURFER и объясните характер связей между различными характеристиками
экосистемы (агроэкосистемы).
19
8. Проведите анализ и моделирование проблемной экологической ситуации (данные прилагаются) с использованием программы РАСКАЗ.
9. Проведите анализ и моделирование проблемной агроэкологической ситуации
(данные прилагаются) с использованием программы РАСКАЗ.
10. Предложите вариант агроэкологической оптимизации функционирования
полевой агроэкосистемы с использованием программы ЛИССОЗ.
Образовательные технологии
Таблица 6
Применение активных и интерактивных образовательных технологий
№
п/п
Наименование используемых
активных и интерактивных
образовательных технологий
Тема и форма занятия
Кол-во
часов
Раздел 1. Основные свойства систем и особенности системного анализа
1.
Тема 1 Ключевые задачи, объекты и концепции экологии
Л+
ПЗ
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
4
Раздел 2. Классификация систем и анализ лимитирующих факторов экосистем
1.
2.
Тема 1. Классификация систем Л+
и анализ поведения сложных
ПЗ
систем
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
4
Тема 2. Пространственная орга- Л+
низация и геостатистические
2*ПЗ
модели экосистем и агроэкосистем
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
6
Раздел 3. Системный анализ проблемных ситуаций и системы поддержки
принятия решений по оптимизации экосистем и агроэкосистем
1.
2.
3.
Тема 1. Моделирование в системном анализе и системы
поддержки принятия решений
Л+
ПЗ
Тема 2. Принятие решений в
условиях неопределенности и
риска. Оптимизационные задачи в экологии и агроэкологии
Л+
2*ПЗ
Тема 3. Агроэкологические мо- Л+
дели и их систематизация.
2*ПЗ
Иерархическая организация
экосистем и агроэкосистем
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
4
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
6
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
6
20
№
п/п
Наименование используемых
активных и интерактивных
образовательных технологий
Тема и форма занятия
Кол-во
часов
Раздел 4. Автоматизированные модели оценки почв как базовых компонентов экосистем и агроэкосистем
1.
2.
Тема 1. Рамочные системы
функционально-экологической
оценки экосистем и почв как
их базовых компонентов и
структурно-функциональных
подсистем
Тема 2. Автоматизированные
системы агроэкологической
оценки почв и земель как структурно-функциональных подсистем
Л+
ПЗ
Л+
2*ПЗ
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
4
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
6
Раздел 5. Динамические экологические модели процессов и потоков экосистем
1.
Тема 1 Динамические модели
функционирования экосистем,
агроэкосистем, миграции и
трансформации веществ
Л+
ПЗ
Лекция-визуализация, работа в компьютерном
классе
Всего:
4
44
Общее количество часов аудиторных занятий, проведённых с применением
активных и интерактивных образовательных технологий составляет 44 часа (82%
от аудиторных занятий по дисциплине).
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
6.1 Оценочные средства текущего контроля успеваемости и
сформированности компетенций
Для оценки работы студента по дисциплине в целом используется следующая балльная структура оценки и шкала оценок:
Посещение лекций – 4 балла * 9= 36 баллов
Посещение практических занятий и семинаров – 3 балла * 18= 54 балла
Работа на семинаре – до 5 баллов
Тестирование – 1,5 балла*10 =15 баллов (усреднение по разделам)
Контрольная работа – 20 баллов
Заключительный тест – 3 балла*20 =60 баллов
21
Баллы за сданные отчеты (ответы в письменных отчетах и опрос) рассчитываются в зависимости от недели от начала темы, таким образов студенты поощряются сдавать все виды работ во время.
Таблица 7
Количество баллов в зависимости от недели от начала занятий.
Вид работы
Неделя от начала занятий
1-3
4
5
6
7
8
9
Р1-ПЗ 1
10
10
10
5
5
5
0
Р2-ПЗ 1
10
10
10
5
5
5
0
Р2-ПЗ 2
20
20
15
15
10
5
0
Р3-ПЗ 1
10
10
10
5
5
5
0
Р3-ПЗ 2
20
20
15
15
10
5
0
Р3-ПЗ 3
20
20
15
15
10
5
0
Р4-ПЗ 1
10
10
10
5
5
5
0
Р4-ПЗ 2
20
20
15
15
10
5
0
Р5-ПЗ 1
10
10
10
5
5
5
0
Максимальная сумма балов: Smax=36+54+5*5+5*15+20+60+5*10+4*20=400
Требования к экзамену:
В конце семестра набранные студентом баллы суммируются, и принимается решение о допуске студента к итоговому контролю (экзамену) или освобождению
от его сдачи.
Система рейтингового учёта знаний и навыков бакалавров
Максимальная
сумма баллов
400
Оценка
Не допущен к экзамену
Допущен к экзамену
Менее 240
240-400
Студенты, набравшие 340-400 баллов, получают оценку «отлично» без экзамена («экзамен-автомат»), на основании отличной работы в течение семестра и
хороших результатов теста.
22
6.2 Примерный перечень вопросов к экзамену по дисциплине
1. Основное определение и этапы системного анализа. Что является главной целью системного анализа?
2.
Что относится к специфическому аппарату системного анализа? Примеры
применения.
3.
Для решения каких проблем применяется системный анализ? Приведите пример системного анализа конкретной экосистемы.
4.
Что является объектом и предметом системного анализа? Алгоритм применения системного анализа.
5.
Что собой представляют структура, элементы и компоненты системы? Как
структурируется система?
6.
Что составляет функциональную среду системы? Как она используется в системном анализе?
7.
В чем состоит целостность и эмерджентность системы? Приведите примеры
использования этих понятий.
Дайте оценку максимального разнообразия системы, состоящей из 256 элементов. Поясните связь разнообразия и устойчивости системы.
В каких условиях возможно целенаправленное функционирование системы? В
чем состоит совершенствование структуры системы?
История развития и функциональные задачи системного анализа. Примеры
систематизации знаний в естественных науках.
Что определяет глубину исследования системы? Оптимизация выбора глубины исследования.
Формализация и конкретизация целей исследования в рамках системного анализа.
Основные этапы постановки задачи в системном анализе. Пример постановки
задачи ВКР.
Основные этапы экспериментального исследования в системном анализе.
Особенности исследования верификационных объектов.
Основные этапы моделирования в системном анализе. Определение пределов
работы модели.
Что является основным фильтром верификации принимаемых в системном
анализе решений?
Структура и иерархия систем в системном анализе. Простые, сложные и очень
сложные системы.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18. Основные свойства систем. Фундаментальные особенности биологических
систем.
23
19. Основные критерии классификации систем. Примеры их применения в экологии и природопользовании.
20. Статические и динамические системы. Устойчивость динамических систем.
Анализ устойчивости экосистем.
21. Область применения понятия устойчивости системы. Оценка устойчивости
экологических систем.
22. Основные виды состояний динамических систем. Особенности переходного
состояния и периодического режима.
23. Состояние системы. Характерные состояния зрелого природного биогеоценоза. Анализ устойчивости экосистем.
24. Основные критерии и следствия равновесного состояния системы. Срыв адаптации и его последствия для системы.
25. Закон адаптации. Анализ разнообразия экосистем. Влияние разнообразия на
управляемость и устойчивость экосистем.
26. Анализ смены состояния системы. Кризис, катастрофа, катаклизм системы и
их примеры в экологии и биологии.
27. Характеристика катаклизма как смены состояния системы. Примеры катаклизма в экологии.
28. Характеристика кризиса как смены состояния системы. Положительные и отрицательные последствия кризиса.
29. Характерное время развития системы. Метод «черного ящика», его возможности и ограничения.
30. Использование математических методов в задачах прикладной экологии и агроэкологии.
31. Балансовый метод моделирования экологических систем. Примеры практического применения балансового метода при анализе экосистем.
32. Простейшие модели биологических сообществ. Системный анализ модели
«хищник – жертва».
33. Задачи линейного программирования. Динамическое моделирование и трансферные функции.
34. Функциональное моделирование поведения экосистемы. Применение функциональных моделей в агроэкологии.
35. Положительные и отрицательные обратные связи в системе. Анализ обратных
связей в методе орграфов.
36. Анализ эффективности работы системы. Применение понятий средней производительности ресурса и коэффициента эластичности агроэкосистем.
37. Метод ориентированных графов. Анализ проблемных ситуаций с использованием метода орграфов. Импульсивные процессы актуализации системы.
24
38. Методы, используемые для анализа наличия связи между результатом и факторами функционирования экосистем?
39. Методы, используемые для анализа функциональной связи между результатом
и фактором функционирования экосистем?
40. Анализ производственных функций и их ресурсного потенциала. Экспертные
системы: структура и функционирование.
41. Системный анализ и моделирование экологических ниш. Многомерное экологическое фазовое пространство.
42. Формирование рациональной стратегии в теории игр. Анализ полезности принимаемых решений в теории игр.
43. Основные представления о моделировании. Базовые понятия и термины. Основные типы моделей.
44. Современные задачи развития математического моделирования в экологии.
Сравнительная оценка и области применения различных моделей.
45. Статистические модели. Нормальное распределение. Выборки и генеральная
совокупность. Основная область применения в экологии и почвоведении.
46. Имитационные модели. Их задачи, возможности и ограничения. Основная область применения в экологии и почвоведении.
47. Графовые модели. Их задачи, возможности и ограничения. Основная область
применения в экологии и почвоведении.
48. Табличные модели. Их задачи, возможности и ограничения. Основная область
применения в экологии и почвоведении.
49. Регрессионные модели. Их задачи, возможности и ограничения. Основная область применения в экологии и почвоведении.
50. Основные понятия регрессионного анализа. Типы регрессии. Их прикладная
интерпретация.
51. Оценка качества регрессионной модели. Способы улучшения качества регрессионной модели. Метод наименьших квадратов.
52. Множественная регрессия. Ее преимущества и недостатки. Основная область
применения в экологии и почвоведении.
53. Пространственные модели. Основная область применения в экологии и почвоведении.
54. Корреляция рядов динамики. Основная область применения в экологии и почвоведении.
55. Оценка точности прогноза. Особенности поискового прогнозирования в экологии и почвоведении.
56. Пространственно координированные данные. Модели представления пространственных данных. Растровый и векторный подход.
25
57. Классификация пространственных данных. Особенности их применения в
экологии и почвоведении.
58. Интерполяция пространственных данных. Особенности применения в экологии и почвоведении.
59. Генерализация пространственных данных. Особенности генерализации пространственных данных в экологии и почвоведении.
60. Имитационное моделирование. Имитация природных процессов. Модульная
организация имитационных моделей.
61. Перспективы развития математического моделирования в экологии и почвоведении.
62. Имитационное моделирование продукционного процесса. Имитационные модели роста растений.
63. Использование методов математического моделирования для решения оптимизационных задач.
64. Примеры использования простых и множественных регрессионных моделей в
экологии или почвоведении.
65. Геоинформационные модели в экологии и почвоведении. Основная область их
применения в системах экологического мониторинга и менеджмента.
66. Основные области применения растровых и векторных геоинформационных
моделей в экологии. Их преимущества и недостатки.
67. Использование метода осреднения ряда динамики скользящим окном. Особенности выбора наилучшего тренда ряда динамики.
68. Как можно создавать новые тематические слои экологических геоинформационных моделей и систем?
69. Процедура и задачи оценки наличия автокорреляции в ряду динамики. Особенности построения уравнения авторегрессии.
70. Процедура и задачи оценки автокорреляции между 2 рядами данных. Способы
исключения автокорреляции.
71. Критерии точности и надежности прогнозов. Расчет точности прогноза по коэффициенту расхождения.
72. Анализ общих тенденций. Среднее и скользящее среднее значение как предиктор поведения функции.
73. Основные особенности анализа и моделирования статических и динамических
систем.
74. Методологические особенности экологического математического моделирования.
75. Основные проблемы и принципиальные ограничения использования методов
математического моделирования в почвоведении.
26
76. Какие методы математического моделирования используются в классификации почв и экосистем?
77. Для решения каких прикладных задач можно использовать экологические геоинформационные модели и системы?
78. Какими методами математического моделирования определяют экологически
значимые факторы?
79. Способ генерализации карты методом скользящего окна с помощью геоинформационных моделей и систем.
80. Применение экспертных информационных систем для анализа проблемных
экологических и агроэкологических ситуаций.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1 Основная литература
1. Агроэкологическое моделирование и проектирование / И. И. Васенев и др.;
под ред. И. И. Васенева - М.: Изд-во РГАУ - МСХА имени К. А. Тимирязева,
2010. - 260 с.
2. Васенев И.И., Мешалкина Ю.Л., Грачев Д.А. Геоинформационные системы в
почвоведении и экологии (интерактивный курс): Учебно-практическое пособие / Под ред. И.И. Васенева – М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2010. 212 с.
3. Геостатистика в почвоведении и экологии: учебно-практическое пособие / Ю.
Л. Мешалкина, И.И. Васенев, И.Ф. Кузякова, В.А. Романенков - Москва :
Изд-во РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, 2010. - 97 с.
4. Моделирование в биологии и сельском хозяйстве / А.В. Смиряев, А.В. Исачкин, Л.К. Панкина - 2-е изд., испр. и доп. - Москва: изд-во РГАУ - МСХА им.
К. А. Тимирязева, 2013. - 153с.
5. Основы системного анализа и моделирование экосистем / Е. Л. Матвеенко, А.
В. Мерзлов, Э.А. Довлетярова. - М.: Изд-во учеб.- науч. центра "Земля России", 2003. - 72 с.
7.2 Дополнительная литература
1. Пифо Х.-П. Статистика для бакалавров по специальностям АБ, АН и ВПР в
Университете Хоэнхайм.- М.:Изд. ВНИИА. 2011. 296с.
2. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении: Учебник. : 4-е
изд., исп. и доп., – М.: Изд. КД Либроком, 2010, 326 с.
3. Оценка воздействия на окружающую среду : учеб. пособие / Э.А. Довлетярова, И.И. Васенев – М.: РУДН, 2008, 136 с.
7.5 Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Программы:
1. РАСКАЗ
27
2. ЛИССОЗ
3. АКОРД-Р
Internet-ресурсы:
1. https://sites.google.com/site/soilsstatistics/
2. https://engineering.purdue.edu/~biehl/MultiSpec/index.html
3. http://solim.geography.wisc.edu/
4. http://www.statsoft.ru/
5. http://www.elibrary.ru/ - электронная научная база
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
8.1 Требования к аудиториям для проведения занятий
Лекционные аудитории, оборудованные для проведения интерактивных
лекций: видеопроектор, экран настенный, др. оборудование. Для практических
занятий необходим компьютерный класс с доступом в интернет.
9. Методические рекомендации студентам по освоению дисциплины
Данная дисциплина призвана помочь студентам эффективно решать задачи
по анализу проблемных экологических ситуаций и повышению экологической
безопасности природопользования. Все виды аудиторных и самостоятельных работ сопровождаются заполнением отчетных форм. Оценки за отдельные виды
контроля сообщаются студентам в виде отметок о правильности ответа (в рабочей тетради). Работа по разделу принимается, когда все задания выполнены правильно и на все вопросы даны правильные ответы.
Курсовые проекты выполняются по предложенному заданию с анализом
соответствующих информационных, методических и нормативных материалов, с
привлечением литературных данных и системным анализом данных по конкретному рабочему участку или пробной площадке. Курсовой проект имеет информационно-аналитический характер, с последовательным выполнением практических
занятий по дисциплине. При использовании литературного материала и нормативно-методических материалов в тексте работы обязательно указывается источник. Оформление курсового проекта проводится в полном соответствии с методическими указаниями.
Подготовка презентаций
Презентация представляет собой публичное выступление студента на семинаре, ориентированное на ознакомление, убеждение слушателей по определенной теме-проблеме.
Качественная презентация зависит от следующих параметров:
- постановки темы, цели и плана выступления;
- определения продолжительности представления материала;
28
- наличия иллюстраций (не перегружающих изображаемое на экране),
- нужного подбора цветовой гаммы.
Студент должен: а) не зачитывать написанное на экране, а вести свободное
повествование; б) предусмотреть проблемные, сложные для понимания фрагменты и прокомментировать их; в) предвидеть возможные вопросы, которые могут
быть заданы по ходу и в результате предъявления презентации.
Виды и формы отработки пропущенных занятий
Студент, пропустивший занятие без уважительной причины получает «-2
балла», то есть из суммы баллов вычитается два балла. В день отработки или по
предварительной договоренности с преподавателем студент защищает отчет по
лекции или по задаче, дополнительно отвечая на блиц-вопросы преподавателя.
В случае пропуска студентом контрольной работы по уважительной причине ему предоставляется возможность написать её (но не более 4-х по всем занятиям в одном семестре) в установленное кафедрой время. Студент, не сдавший
в срок домашнюю письменную работу, имеет возможность сдать её в течение последующей недели, но со снижением оценки за неё согласно таблице рейтинга.
10. Методические рекомендации преподавателям по организации
обучения по дисциплине
Дисциплина «Анализ и основы моделирования экосистем» позволит студентам расширить профессиональные знания и подготовит их к грамотному анализу
данных и их интерпретации. Процесс обучения предполагает сочетание аудиторной и самостоятельной работы, поскольку именно дополнение аудиторной работы самостоятельной деятельностью студентов способствует развитию самостоятельности и творческой активности как при овладении, так и практическом использовании полученных знаний.
В течение всего обучения студенты выполняют индивидуальные задания,
соответствующие варианту, присвоенному им вначале курса. Промежуточные
срезы знаний проводятся после изучения каждого из основных разделов дисциплины. Промежуточный контроль знаний проводится письменно (тестирование),
а также устно.
Устные ответы и письменные работы студентов оцениваются. Оценки доводятся до сведения студентов и отражаются в рабочей ведомости преподавателя.
За успешное выполнение письменных работ и активную работу на занятиях студент может получить 300 и более баллов за семестр. Оценка текущего контроля
по 10-бальной шкале определяется отношением фактически полученного числа
баллов к максимально возможному.
Защита курсовых проектов проводится в специально отведенное время до
начала экзаменационной сессии. Защита курсового проекта включает краткое сообщение автора (5-7 минут) об актуальности работы, целях, объекте исследования, результатах проведенных информационно-аналитических исследований, полученных результатах и выводах с оценкой их статистической достоверности;
вопросы к автору работы и ответы на них. При оценке курсовой работы принима29
ется во внимание степень самостоятельности в работе студента, учитывается
обоснованность сделанных выводов и заключений, методический уровень выполнения работы, качество оформления, четкость изложения доклада на защите и
правильность ответов на вопросы.
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом. Экзамен состоят из двух
частей: письменной и устной. Устная часть состоит из ответов на 2 вопроса по
лекционному курсу. Письменная часть включает решение итоговой контрольной
задачи, включающей в себя элементы пройденных задач.
Программу разработали:
Васенев И.И., д.б.н., профессор
___________________________
(подпись)
30