РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Б1.В.ОД.10 Экология

Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО Уральский государственный лесотехнический
университет
Институт леса и природопользования
Кафедра лесных культур и биофизики
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Б1.В.ОД.10 Экология водных экосистем
Направление 20.03.02 - Природообустройство и водопользование
Профиль подготовки: Мелиорация, рекультивация и охрана земель
Программы подготовки: академический бакалавриат
Квалификация - бакалавр
Трудоемкость – 2 зачетные единицы, 72 часа
Разработчик программы
доцент, к.х.н, Н.В.Марина
Екатеринбург 2015
Содержание
1.
Цель и задачи изучения дисциплины………………………………..
3
2.
Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы…………………………………………
4
3.
Место дисциплины в структуре ОПОП...…………………………..
5
4.
Объем дисциплины и виды учебной работы………………………...
6
5.
Содержание дисциплины.………………………………………….....
7
5.1. Занятия лекционного типа……………………………………………
7
5.2. Занятия семинарского типа…………………………………………...
10
5.3. Другие виды контактной работы с преподавателем (КСР)………...
13
Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине…………….. . . . . . . . . . . .
13
7.
Образовательные технологии………………………………………...
15
8.
Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине………………………........
16
8.1. Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в
процессе освоения дисциплины. Формы контроля формирования
компетенций…………………………………………………………...
16
8.2. Показатели и критерии оценивания компетенций при изучении
дисциплины, описание шкал оценивания…………………………...
16
Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины……………………………..
18
10. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети
«Интернет», необходимых для освоения дисциплины……………...
19
11. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины…………………………………………………………….
20
12. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине..……...
21
13. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине………..
Приложения . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
6.
9.
2
Введение
Для успешного решения конкретных задач в профессиональной деятельности будущих специалистов в области природообустройства и водопользования необходимы знания и представления о закономерностях биологических явлений и процессов, происходящих в гидросфере под влиянием
природных и антропогенных факторов.
Основу настоящего курса составляют базовые понятия химии, биологии,
экологии, гидрологии и климатологии.
Рабочая программа учебной дисциплины «Экология водных систем» составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным
стандартом высшего образования для направления 20.03.02 –
Природообустройство и водопользование (профиль: Мелиорация, рекультивация и охрана земель), рабочим учебным планом подготовки бакалавров
(программы подготовки: академический бакалавриат) данного направления
и Стандартом УГЛТУ СТП1.2.1.3-00-15 «Программа учебной дисциплины.
Требования к содержанию и оформлению».
1. Цель и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является реализация требований, установленных Федеральным государственным образовательным стандартом
высшего образования. Изучение строится исходя из требуемого уровня подготовки бакалавра в области природообустройства и водопользования.
Конечной целью изучения данной дисциплины является формирование у
обучающихся базовых знаний об особенностях функционирования водных
экологических систем под влиянием природных и антропогенных факторов,
о подходах к оценке состояния водных объектов и системе нормативов в области охраны природных вод.
Учебная задача состоит в приобретении знаний о специфике структуры
и проблемах функционирования водных экосистем в современных условиях,
углубляющих представления об общих экологических закономерностях.
Программой курса предусмотрено проведение лекционных и практических занятий. Особое место в овладении данным курсом отводится самостоятельной работе студента.
Изучение курса позволит решить следующие задачи:
- показать специфичность водной среды обитания для различных уровней организации живого вещества;
- проанализировать современные теории и подходы к регулированию и
управлению процессами, протекающими в водоемах;
- сформировать представление об основных видах антропогенного воздействия и их последствиях для структурно-функциональных показателей
водных экосистем;
- познакомиться с современными подходами к системе нормирования в
области охраны природных вод.
3
2. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине,
соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной
программы
До начала изучения дисциплины студент должен:
знать: основы биологии, химии, экологии, гидрологии и климатологии.
уметь: сопоставлять и обобщать знания, полученные ранее при изучении дисциплин экологической направленности;
владеть: представлениями о свойствах водной среды обитания живых
организмов, о влиянии деятельности человека на водные объекты.
После окончания изучения дисциплины студент должен:
знать: теоретические и методологические основы водной экологии, специфичность водной среды для жизнедеятельности организмов, формирования популяций и сообществ водных организмов, их структурнофункциональные особенности.
уметь: использовать теоретические представления для решения практических задач, анализировать имеющиеся данные и интерпретировать
информацию об экологических особенностях природных вод и использовать её в оценке состояния водных объектов;
владеть: знаниями об антропогенном воздействии на водную среду
обитания и его последствиях для жизнедеятельности гидробионтов и изменении состоянии водных экосистем;
иметь навыки: работы с нормативной документацией в области нормирования показателей качества природных вод и их охраны и использования
ее в профессиональной деятельности;
иметь представление: о современных теориях саморегуляции в экосистемах и возможностях управления процессами, происходящими в водной
среде; о современном состоянии и тенденциях развития водных экосистем
под влиянием исторических и антропогенных факторов.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:
Шифр
компетенции
Сущность (наименование) компетенции
ПК-9
Готовностью участвовать в решении отдельных задач при исследованиях воздействия процессов строительства и эксплуатации объектов
природообустройства и водопользования на компоненты природной
среды.
ПК-16
Способность использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач
4
Место дисциплины в структуре ОПОП
3.
Освоение дисциплины «Экология водных экосистем» опирается на знания, умения и компетенции, приобретённые в процессе изучения обеспечивающих и сопутствующих дисциплин. В свою очередь изучение дисциплины
Б1.В.ОД.10 «Экология водных экосистем» позволяет обучающимся быть
подготовленными к изучению обеспечиваемых дисциплин (см. табл.).
Перечень обеспечивающих, сопутствующих и обеспечиваемых
дисциплин
Обеспечивающие
Экология
Химия водных сред
Сопутствующие
Управление качеством
Гидрология и регулирование стока
Гидрогеология и основы
геологии
Гидрология, климатология и метеорология
Обеспечиваемые
Охрана вод и водных объектов
Сохранение
биооразнообразия
объектов природообустройства
Водохозяйственные системы и
водопользование
Технологии улучшения качества
природных вод и очистка сточных вод
Водный кадастр и мониторинг
Восстановление рек и водоемов
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость составляет 2 зачетные единицы (72 академических
часа).
Виды учебной работы
Контактная работа с преподавателем:
занятия лекционного типа
занятия семинарского типа
в том числе: семинары
практические занятия
Практикумы
лабораторные работы
другие виды контактной работы (КСР)
Самостоятельная работа обучающихся:
Всего зачетных единиц /
Всего академических часов
Очная форма
Заочная форма
1 / 36
0,39 / 14
0,61 / 22
0,39 / 14
0,11 / 4
0,17 / 6
0,61 / 22
0,17/ 6
0,11/4
1 / 36
1,61 / 58
5
изучение теоретического курса (ТО)
подготовка к практическим занятиям
контрольная работа
Вид промежуточной аттестации
Зачет
(З)
0,33 / 12
0,44 / 16
0,95 / 34
0,22 / 8
0,22 / 8
0,33 / 8
0,22 / 8
2 / 72
2 / 72
Общая трудоемкость дисциплины
1
1
2
3
4
5
6
7
8
2
Введение
Раздел 1. Предмет, цели и задачи водной
экологии.
Раздел 2. Основные абиотические факторы
водных экосистем.
Раздел 3. Биотические компоненты водных экосистем.
Раздел 4. Основные типы континентальных водных экосистем.
Раздел 5. Экосистемы Мирового океана.
Раздел 6. Загрязнение водных экосистем.
Раздел 7. Критерии оценки качества водных экосистем.
Итого
Код формируемых
компетенций
№ п/п
Самостоятельная
работа
Содержание
Контактные занятия с
преподавателем
Количество часов
очное /заочное
Учебно-методическое обеспечение для самостоятельной работы обучающихся
5. Содержание дисциплины
3
4
5
6
4/1
2/4
2-4, 7, 8
ПК- 9, 16
5/2
6/10
2-4, 7, 8
ПК- 9, 16
5/2
6/10
2-4, 7, 8
ПК- 9, 16
6/3
6/10
2-4, 7, 8
ПК- 9, 16
2/1
6/2
4/8
6/8
2-4, 7, 8
ПК- 9, 16
1, 4-6, 9
ПК- 9, 16
8/3
6/8
1, 4-6, 9
ПК- 9, 16
36/14
36/58
5.1. Занятия лекционного типа
Введение. Вода как среда обитания.
Раздел 1. Предмет, цели и задачи водной экологии (экологии водных
экосистем).
Водная экология как научная дисциплина, ее взаимосвязь с другими
науками о гидросфере. Основные понятия и определения. Общность и разли6
чия водной экологии и гидробиологии (цели, теоретические и практические
задачи, методы исследования). Основные законы и принципы водной экологии.
Основные типы водных экосистем. Организация водных экосистем.
Текучие и стоячие воды (водотоки и водоемы), лентические и лотические
участки рек. Вертикальное и горизонтальное деление водоемов.
Раздел 2. Основные абиотические факторы водных экосистем.
Понятие абиотических факторов. Важнейшие физические абиотические
факторы водных экосистем: освещенность, температурный режим, кислородный режим, давление. Их краткая характеристика.
Важнейшие физические свойства воды, оказывающие влияние на жизнедеятельность гидробионтов. Круговорот воды.
Химический состав природных вод как абиотический фактор. Кислотность воды. Суточное изменение кислотности воды. Соленость воды. Классификация природных вод по степени солености (пресные, солоноватые, соленые, рассолы). Растворенные газы. Суточные и сезонные колебания содержания кислорода в поверхностных водах. Углекислый газ, сероводород,
метан как абиотические факторы водной среды обитания. Биогенные элементы. Вмешательство человека в круговороты азота и фосфора. Эвтрофикация
водоемов. Донные отложения (грунты). Классификация грунтов по гранулометрическому составу. Геохимическая классификация илов (окислительные, глеевые и сероводородные илы).
Раздел 3. Биотические компоненты водных экосистем.
Водные растения. Гидрофиты и гидатофиты, особые черты их организации. Видовое разнообразие водных растений.
Водные животные, влияние условий среды на их особенности. Группы водных животных (морские и пресноводные).
Экологические группы гидробионтов (планктон, нектон, бентос, перифитон, псаммон и нейстон). Их характеристика по принадлежности к разным
биотопам.
Особенности водных экосистем по сравнению с наземными. Функционирование водных экосистем.
Раздел 4. Основные типы континентальных водных экосистем.
Реки. Важнейшие характеристики рек. Деление текучих вод по эколого-гидрологическим характеристикам (креналь, ритраль и потомаль). Теории
продольного распределения организмов: концепция речного континуума и
концепция «динамики пятен» (рефугиумов). Факторы, влияющие на таксономический состав водотоков (скорость течения и стабильность грунта).
Каналы, как искусственное русло с безнапорным движением воды.
Особенности экосистем каналов.
7
Озера и пруды. Экологические зоны озера. Температурная стратификация озер и ее роль в годовой динамике водных сообществ. Классификации
озер по морфологии, происхождению и размерным характеристикам. Различие озер по трофности (олиготрофные, эвтрофные и дистрофные водоемы).
Экологическая сукцессия.
Водохранилища. Их характерные особенности как искусственных водоемов. Видовой состав и уровень развития сообщества водохранилищ.
Абиотические и биотические компоненты экосистем болот.
Раздел 6. Загрязнение водных экосистем.
Причины, источники и последствия загрязнения природных вод. Понятие о загрязняющих веществах, типы загрязняющих веществ (неорганические
и органические соединения, пестициды, нефтепродукты, компоненты бытовых сточных вод и др.). Источники поступления экотоксикантов в водные
объекты (промышленные и бытовые сточные воды, атмосферные загрязнения, ливневые стоки, грунтовые воды и др.).
Тепловое загрязнение вод и его влияние на абиотические и биотические компоненты водных экосистем.
Раздел 7. Критерии оценки качества водных экосистем.
Основные аспекты (комплексы показателей) оценки качества природных вод. Факторы определения экологического неблагополучия водных объектов (фактор изменения среды обитания человека и общеэкологический
фактор изменения природной среды). Система нормирования в области охраны окружающей среды.
Санитарно-гигиеническое нормирование качества вод. Нормирование
содержания загрязняющих веществ в зависимости от категории водопользования. Нормативы ПДК, ОДУ (ориентировочно-допустимый уровень). Принцип лимитирующего показателя вредности (ЛПВ). Понятие створа водных
объектов.
Оценка качества воды поверхностных водных объектов. Гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ) и классы качества вод в зависимости
от его значения. Принципы расчета ИЗВ. Удельный комбинаторный индекс
загрязнения воды (УКИЗВ) и классификация качества воды по его значениям. Бактериологические и биологические показатели качества воды.
Методы биоиндикации и биотестирования в комплексной оценке качества вод водных объектов. Понятие тест-объекта и тест-функции.
Основные подходы к оценке качества вод водных объектов.
8
5.2.
Занятия семинарского типа
Рабочим учебным планом предусмотрены практические занятия.
Практические занятия
1
2
3
4
5
6
7
8
Наименование
занятий семинарского типа
Основные законы и принципы водной экологии.
Абиотические факторы водной среды обитания.
Экологические особенности водных сообществ.
Функционирование водных экосистем
Континентальные водные экосистемы.
Экосистемы Мирового океана
Антропогенное воздействие на водные экосистемы
Система оценки качества природных вод.
2
2
2
2
4
2
4
4
Итого
22
Заочное
обучение
№
п/п
Очное
обучение
Количество
часов
1
1
1
1
2
Учебнометодическое
обеспечение
для самостоятельной работы обучающихся
2-4, 7, 8
2-4, 7, 8
2-4, 7, 8
2-4, 7, 8
2-4, 7, 8
2-4, 7, 8
1, 4-6, 9
1, 4-6, 9
6
Содержание практических занятий
Тема 1. Основные законы и принципы водной экологии.
Цели, теоретические и практические задачи, методы исследования водной экологии.
Закон биогенной миграции атомов, внутреннего динамического равновесия, исторической необратимости, константности, генетического разнообразия, максимизации энергии, максимума биогенной энергии, закон минимума, ограниченности естественных ресурсов, однонаправленности потока
энергии, оптимальности, равнозначности жизни, закон развития окружающей
среды, толерантности (закон Шелфорда), физико-химического единства живого вещества, экологической корреляции.
Типы водных экосистем (морские и пресноводные).Характеристика основных особенностей водотоков и водоемов.
Тема 2. Абиотические факторы водной среды обитания.
Освещенность как один из важнейших абиотических факторов водных
экосистем. Фотические и афотические зоны. Температурный режим водной
экосистемы, его зависимость от типа водоема и географической широты.
Кислородный режим и его изменение по глубине, эвриоксибионты и стенооксибионты. Давление как абитический фактор водной среды обитания, стенобатные и эврибатные организмы.
9
Физические свойства воды и химический состав природных вод как
абиотические факторы. Стеноиионные и эвриионные организмы.
Влияние уровня минерализации на разнообразие и количественное
развитие гидробионтов континентальных водоемов.
Круговорот основных биогенных элементов и воды.
Тема 3. Экологические особенности водных сообществ.
Экологические группировки в водных экосистемах (жизненные формы
гидробионтов). Планктон, нектон, бентос, нейстон, плейстон, перифитон.
Характеристики и основные различия для морских и пресноводных экосистем. Влияние биотопов и абиотических факторов на основные адаптации
гидробионтов.
Группы водных организмов в зависимости от степени минерализации
воды: пресноводные, пресноводные солевыносливые, галофильные и галобионтные виды. Стеноиионные и эвриионные организмы. Деление бентических видов по предпочитаемому ими грунту (литофильные, гипнофильные,
фитофильные, псаммофильные, пелофильные).
Тема 4. Функционирование водных экосистем.
Характерные отличия водных экосистем от наземных. Биологическая
продукция водных экосистем. Специфика водных экосистем циклического,
транзитного и каскадного типов, круговорот веществ и потоки энергии в них.
Сезонная динамика водного сообщества.
Экологические пирамиды в водных экосистемах. Сукцессии в водных
экосистемах.
Тема 5. Континентальные водные экосистемы.
Основные абиотические факторы, определяющие условия жизнедеятельности гидробионтов в поверхностных водах суши.
Реки, ручьи, каналы. Эколого-гидрологические характеристики текучих
вод. Экологические особенности креналя, ритраля и потамаля. Флора и фауна
рек. Деление гидробионтов по продольному распределению в реках. Теории
смены сообществ вдоль по течению рек. Факторы, влияющие на таксономический состав гидробионтов водотоков.
Экосистемы каналов и их особенности.
Озера и пруды. Виды классификаций озер. Генетическая классификация озер. Экологические зоны озера. Понятие температурной стратификации,
прямая и обратная стратификация. Зависимость динамики поведения водных
экосистем от температурной стратификации. Биологическая классификация
озер. Эвтрофные, олиготрофные и дистрофные водоемы, их отличительные
признаки. Представители озерно-прудовых экосистем. Эвтрофирование водоемов (причины и последствия).
Водохранилища. Особенности видового состава и уровень развития сообщества водохранилищ как искусственной водной экосистемы. Фито- и зо10
опланктон, зообентос и стадии его формирования, нектон и его изменение
после зарегулирования рек.
Тема 6. Экосистемы Мирового океана.
Основные характеристики экосистем Мирового океана. Разновидности
морских экосистем (открытый океан, прибрежные воды шельфа, районы апвеллинга, эстуарии, глубоководные рифтовые зоны) и их экологические особенности.
Тема 7. Антропогенное воздействие на водные экосистемы.
Загрязняющие вещества водных экосистем и источники их поступления в водные объекты.
Загрязнение водных объектов бытовыми сточными водами и его последствия. Загрязнение водной среды углеводородами (нефтепродукты, полициклические ароматические соединения) и их влияние на водные экосистемы и здоровье человека.
Консервативные токсиканты в водных экосистемах (тяжелые металлы,
пестициды и синтетические поверхностно-активные вещества) и последствие
их действия на гидробионты. Проблема повышения кислотности поверхностных вод.
Физическое (тепловое, радиационное) загрязнение вод и его влияние на
компоненты водных экосистем.
Тема 8. Система оценки качества природных вод.
Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды». Система нормирования в области охраны окружающей среды (санитарногигиенические
нормативы,
экологические
или
производственнохозяйственные и комплексные нормативы). Факторы определения экологического неблагополучия водных объектов (фактор изменения среды обитания
человека и общеэкологический фактор изменения природной среды).
Система санитарно-гигиенических нормативов качества вод. Нормативы ПДК, ОДУ (ориентировочно-допустимый уровень). Нормирование качества вод с учетом категории водопользования.
Критерии качества воды поверхностных водных объектов: гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ), комбинаторный индекс загрязнения
воды (КИЗВ), гидробиологический индекс сапробности (S). Учет загрязнения
донных отложений при оценке качества вод (коэффициент концентрирования, суммарный показатель загрязнения, игео-классы). Оценка качества вод
методами биоиндикации и биотестирования.
Решение ситуационных задач (см. Приложение 3).
11
5.3. Другие виды контактной работы с преподавателем (контроль
самостоятельной работы)
КСР является одной из форм контактной работы обучающихся с преподавателем, которая предполагает проведение текущего опроса по изученным
темам, выполнение и представление реферативных работ по тематике курса.
6. Перечень учебно-методического обеспечения для
самостоятельной работы обучающихся по дисциплине
Нормативная литература
1. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» (с изменениями на
13 июля 2015 года).
2
3
4
5
6
7
8
9
Автор, наименование
Основная учебная литература
Акимова, Т.А. Экология. Человек - экономика - биота - среда: учебник для студентов вузов
Марфенин Н.Н. Экология
Молчанова Я.П. и др. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: учебное пособие
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятов А.В. Экологический мониторинг водных объектов
Природопользование, охрана окружающей среды и экономика. Теория и практикум: учебное пособие /Под ред. А. П. Хаустова
Дополнительная учебная литература
Мазуркин П.М., Анисимов С.Е., Михайлова С.И. Рациональное природопользование: учебное пособие. - Ч.2. Экологически ответственное водопользование
Семин В.А. Основы рационального водопользования и
охраны водной среды: учебное пособие для вузов
Алексеев Л.С. Контроль качества воды
Количество экземпляров в научной
библиотеке
№
п/п
Год издания
Основная и дополнительная учебная литература
2007
23
2012
20
2007
13
2012
15
2006
15
2006
1
2001
4
2004
3
Интернет–ресурсы
1. Elibrary.ru [Электронный ресурс]: электронная библиотечная система: база данных содержит сведения об отечественных книгах и периодических изданиях по науке,
12
технологии, медицине и образованию / Рос. информ. портал. – Москва, 2000– . – Режим
доступа: http://elibrary.ru.
2. Издательство "Лань" [Электронный ресурс]: электронная библиотечная система :
содержит электронные версии книг издательства «Лань» и других ведущих издательств
учебной литературы, так и электронные версии периодических изданий по естественным,
техническим и гуманитарным наукам. – Москва, 2010– . Режим доступа:
http://e.lanbook.com.
3. Электронный архив УГЛТУ [Электронный ресурс]: содержит электронныеверсиинаучных, учебных и учебно-методических разработок авторов - ученых УГЛТУ. Режим доступа: http://elar.usfeu.ru.
4. Znanium.com [Электронный ресурс]: электронная библиотечная система : содержит электронные версии книг издательства Инфра-М и других ведущих издательств учебной литературы, так и электронные версии периодических изданий по естественным, техническим и гуманитарным наукам. Режим доступа: :http://znanium.com.
5. www.waterinfo.ru (Министерство природных ресурсов Российской Федерации.
Федеральное агентство водных ресурсов, ФГУП «Центр Российского регистра гидротехнических сооружений и государственного водного кадастра).
№
п/п
1
2
3
4
№
Перечень самостоятельной работы
Количество часов
Содержание
Текущая прора- Осмысление и закрепление
ботка курса
теоретического материала
Изучение лекционного маПодготовка
териала и литературных
к практическим
источников по заданной
занятиям
тематике
Изучение лекционного маПодготовка к
териала, литературных истекущему конточников по заданной тетролю
матике
Осмысление и закрепление
Подготовка к
теоретического и практизачету
ческого материала
ВСЕГО
Учебнометодическое
обеспечение
Перечень самостоятельной работы обучающихся
Очная
форма
Заочная
форма
12
34
1-9
8
8
1-9
8
8
1-9
8
8
1-9
36
58
Самостоятельная работа способствует закреплению навыков работы с
литературой и направлена на усвоение материала курса, углубление и расширение знаний. Она включает в себя работу с учебной, методической и
нормативной литературой, текущую проработку лекционного материала,
подготовку к практическим занятиям, текущему контролю и к зачету. Для
обеспечения успешной самостоятельной работы студентов предусмотрено
проведение консультаций.
13
7. Образовательные технологии
В соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению подготовки
20.03.02 «Природообустройство и водопользование» (профиль подготовки:
Мелиорация, рекультивация и охрана земель), реализация компетентностного
подхода предусматривает использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий с целью формирования и развития
общекультурных и профессиональных навыков обучающихся.
Для формирования необходимых компетенций при проведении практических и лекционных занятий применяются интерактивные методы обучения: анализ практических ситуаций.
Интерактивные формы проведения занятий
№
п/п
Вид занятия
1
Практическое
занятие
2
Практическое
занятие
3
Практическое
занятие
4
Практическое
занятие
5
Практическое
занятие
6
Практическое
занятие
Наименование занятия,
тема
Тема 2. Абиотические
факторы водной среды
обитания.
Тема 3. Экологические
особенности водных сообществ.
Метод
интерактивного обучения
Анализ
практических
ситуаций
Анализ
практических
ситуаций
Анализ
Тема 4. Функционировапрактических
ние водных экосистем
ситуаций
Анализ
Тема 5. Континентальные
практических
водные экосистемы.
ситуаций
Тема 7. Антропогенное
Анализ
воздействие на водные
практических
экосистемы.
ситуаций
Анализ
Тема 8. Система оценки
практических
качества природных вод.
ситуаций
Итого
Количество часов
очная
заочная
форма
форма
обучения обучения
0,5
0,5
1,0
2
0,5
2
0,5
2
1,0
8
2
14
8. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине
8.1. Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в
процессе освоения дисциплины. Формы контроля формирования компетенций
Формируемые компетенции
Вид и форма контроля
Готовностью участвовать в решении отдельных задач при исследованиях воздействия
процессов строительства и эксплуатации объектов природообустройства и водопользования
на компоненты природной среды (ПК-9)
Способность использовать основные законы
естественнонаучных дисциплин, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
при решении профессиональных задач (ПК-16)
Промежуточный контроль:
контрольные вопросы
Текущий контроль:
опрос, реферативная работа
(контрольная работа)
Промежуточный контроль:
контрольные вопросы
Текущий контроль:
опрос, реферативная работа
(контрольная работа)
Семестр
оч./заоч.
5/5
5/5
Текущий контроль знаний обучающихся (опрос, реферативные работы) проводится по результатам выполнения аудиторных работ. Средством
контроля формирования компетенций ПК-9 и ПК-16 являются вопросы для
самоконтроля, реферативные работы по темам дисциплины (Приложение 1,
2).
Цель выполнения реферативных работ (для заочного обучения - контрольной работы) – закрепление и систематизация теоретических знаний по
разделам дисциплины, умение обобщать и анализировать материалы различных разделов и тем дисциплины.
Промежуточный контроль (контрольные вопросы к зачету) формирования компетенций ПК-9 и ПК-16.
Фонд оценочных средств для текущей и промежуточной аттестации
представлен в приложениях 1-4.
8.2.
Показатели
и
критерии
оценивания
компетенций
при изучении дисциплины, описание шкал оценивания
Критерии оценивания устного ответа на контрольные вопросы (текущий контроль, формирование компетенций ПК-9 и ПК-16):
«5» (отлично) - дан полный, развернутый ответ на поставленный вопрос,
показана совокупность осознанных знаний об объекте, доказательно раскрыты основные положения темы; в ответе прослеживается четкая структура, логическая последовательность, отражающая сущность раскрываемых понятий,
теорий, явлений. Знание об объекте демонстрируется на фоне понимания его
в системе данной науки и междисциплинарных связей. Ответ изложен литературным языком в терминах науки, показана способность быстро реагировать на уточняющие вопросы;
15
«4» (хорошо) - дан полный, развернутый ответ на поставленный вопрос,
показано умение выделить существенные и несущественные признаки, причинно-следственные связи. Ответ четко структурирован, логичен, изложен в
терминах науки. Однако допущены незначительные ошибки или недочеты,
исправленные студентом с помощью «наводящих» вопросов;
«3» (удовлетворительно) - дан неполный ответ, логика и последовательность изложения имеют существенные нарушения. Допущены грубые ошибки при определении сущности раскрываемых понятий, теорий, явлений,
вследствие непонимания студентом их существенных и несущественных
признаков и связей. В ответе отсутствуют выводы. Умение раскрыть конкретные проявления обобщенных знаний не показано. Речевое оформление
требует поправок, коррекции;
«2» (неудовлетворительно) – обучающийся демонстрирует незнание
теоретических основ предмета, не умеет делать аргументированные выводы
и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью,
не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить, даже при
коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии.
Критерии оценивания устного ответа на контрольные вопросы
(промежуточный контроль, формирование компетенций ПК-9 и ПК-16):
«5» (отлично) - обучающийся демонстрирует системные теоретические
знания, владеет терминологией, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической
речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы.
«4» (хорошо) – обучающийся демонстрирует системные теоретические
знания, владеет терминологией, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической
речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые быстро исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем.
«3» (удовлетворительно) – обучающийся демонстрирует неглубокие
теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы
и приводить примеры, показывает не достаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки, которые может исправить только при коррекции
преподавателем.
«2» (неудовлетворительно) - обучающийся демонстрирует незнание теоретических основ предмета, не умеет делать аргументированные выводы и
приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не
владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить, даже при
коррекции преподавателем, отказывается отвечать на зачете.
Оценка успешности изучения дисциплины предполагает две составляющие. Первая составляющая – усредненная оценка, полученная по итогам
16
текущего контроля. Вторая составляющая – оценка знаний обучающегося по
итогам промежуточного контроля; для обучающихся по заочной форме –
усредненная оценка по итогам зачета. Усредненный итог двух частей балльной оценки освоения дисциплины выставляется в ведомость и зачетную
книжку обучающегося (Приложение 4).
Соответствие балльной шкалы оценок и уровней сформированных
компетенций
Уровень сформированности компетенций
Оценка
Высокий
«5»
(отлично)
Базовый
«4»
(хорошо)
Пороговый
«3»
(удовлетворительно)
Низкий
«2»
(неудовлетворительно)
Пояснения
Теоретическое содержание курса освоено полностью, компетенции сформированы, все предусмотренные программой обучения учебные задания выполнены
Теоретическое содержание курса освоено полностью, компетенции сформированы, все предусмотренные программой обучения учебные задания выполнены с незначительными замечаниями
Теоретическое содержание курса освоено частично, компетенции сформированы, большинство предусмотренных программой обучения
учебных заданий выполнено, в них имеются
ошибки
Теоретическое содержание курса не освоено,
компетенции не сформированы, большинство
предусмотренных программой обучения учебных
заданий либо не выполнены, либо содержат грубые ошибки; дополнительная самостоятельная
работа над материалом не привела к какому-либо
значительному повышению качества выполнения
учебных заданий
9. Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины
Нормативная литература
1. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» (с изменениями на 13 июля 2015 года).
Основная учебная литература
2. Акимова, Т.А. Экология. Человек - экономика - биота - среда: учебник для
студентов вузов / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: ЮНИТИ, 2007. - 495 с.
3. Марфенин Н.Н. Экология: учебник для студентов вузов, обучающихся по
естеств.-науч. и гуманитар. Направлениям. - М. : Академия, 2012. - 512 с.
17
4. Молчанова Я.П. и др. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Охрана окружающей среды и рациональное использование
природных ресурсов". - М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2007. - 192 с.
5. Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятов А.В. Экологический мониторинг
водных объектов: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по
направлению "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в хим. технологии, нефтехимии и биотехнологии". - М. : ФОРУМ : Инфра-М , 2012. 152 с.
6. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика. Теория и
практикум: учебное пособие / [ред. А. П. Хаустов]. - М.: Изд-во Рос.ун-та
дружбы народов, 2006. - 613 с.
Дополнительная учебная литература
7. Мазуркин П.М., Анисимов С.Е., Михайлова С.И.: учебное пособи для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и
магистров 280400 "Природообустройство", инженеров 656400 "Природообустройство". Ч. 2 : Экологически ответственное водопользование. Йошкар-Ола : Марийский гос. техн. ун-т, 2006. - 216 с.
8. Семин В.А. Основы рационального водопользования и охраны водной
среды : Учеб. пособие для вузов. - М. : Высшая школа, 2001. - 320 с.
9. Алексеев Л.С. Контроль качества воды: учебник для студентов сред. спец.
учеб. заведений. - М. : ИНФРА-М, 2004. - 154 с.
10. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной
сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины
1. Elibrary.ru [Электронный ресурс]: электронная библиотечная система: база
данных содержит сведения об отечественных книгах и периодических изданиях по науке, технологии, медицине и образованию / Рос.информ. портал. – Москва, 2000– . – Режим доступа: http://elibrary.ru.
2. Издательство "Лань" [Электронный ресурс]: электронная библиотечная
система : содержит электронные версии книг издательства «Лань» и других ведущих издательств учебной литературы, так и электронные версии
периодических изданий по естественным, техническим и гуманитарным
наукам. – Москва, 2010– . Режим доступа: http://e.lanbook.com.
3. Электронный архив УГЛТУ [Электронный ресурс]: содержит электронные версии научных, учебных и учебно-методических разработок авторов
- ученых УГЛТУ. Режим доступа: http://elar.usfeu.ru.
4. Znanium.com [Электронный ресурс]: электронная библиотечная система :
содержит электронные версии книг издательства Инфра-М и других ведущих издательств учебной литературы, так и электронные версии перио18
дических изданий по естественным, техническим и гуманитарным наукам.
Режим доступа: :http://znanium.com.
www.waterinfo.ru (Министерство природных ресурсов Российской Федерации. Федеральное агентство водных ресурсов, ФГУП «Центр Российского регистра гидротехнических сооружений и государственного водного
кадастра).
11. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
Вид учебных занятий
Лекция
Самостоятельная работа (изучение теоретического курса)
Практические занятия
Организация деятельности студента
В ходе лекций преподаватель излагает и разъясняет основные,
наиболее сложные понятия темы, а также связанные с ней
теоретические и практические проблемы, дает рекомендации
на выполнение самостоятельной работы.
В ходе лекций студентам рекомендуется:
- вести конспектирование учебного материала;
- обращать внимание на категории, формулировки, раскрывающие содержание тех или иных явлений и процессов, научные выводы и практические рекомендации по их применению;
- задавать преподавателю уточняющие вопросы с целью уяснения теоретических положений, разрешения спорных ситуаций.
В рабочих конспектах желательно оставлять поля, на которых
во внеаудиторное время можно сделать пометки из рекомендованной литературы, дополняющей материал прослушанной
лекции, а также пометки, подчеркивающие особую важность
тех или иных теоретических положений.
Для успешного овладения курсом необходимо посещать все
лекции, так как тематический материал взаимосвязан между
собой. В случаях пропуска занятия студенту необходимо самостоятельно изучить материал и ответить на контрольные
вопросы по пропущенной теме во время индивидуальных
консультаций.
Важной частью самостоятельной работы является чтение
учебной и научной литературы. Основная функция учебников
– ориентировать студента в системе знаний, умений и навыков, которые должны быть усвоены будущими бакалаврами
по данной дисциплине.
Практические занятия – это активная форма учебного процесса. При подготовке к практическим занятиям студенту необходимо изучить основную литературу, ознакомится с дополнительной литературой, учесть рекомендации преподавателя.
Темы теоретического содержания выносятся на семинарские
занятия, предполагают дискуссионный характер обсуждения.
Большая часть тем дисциплины предполагает разбор ситуационных задач, анализ практических ситуаций.
19
Подготовка к
зачету
Подготовка к зачету предполагает:
- изучение рекомендуемой литературы;
- изучение конспектов лекций;
-участие в проводимых контрольных опросах;
12. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине
1. Операционнаясистема Microsoft Windows 7 Professional SP 64 bit
Russia CIS and Georgia 1 pk
2. Система автоматизации библиотек ИРБИС64
3. Система для обнаружения текстовых заимствований в учебных и
научных работах «Антиплагиат ВУЗ»
13. Описание материально-технической базы, необходимой для
осуществления образовательного процесса по дисциплине
Реализация данной учебной дисциплины осуществляется с использованием материально-технической базы УГЛТУ, Института леса и природопользования, кафедры лесных культур и биофизики, обеспечивающей проведение всех видов учебных занятий обучающихся, предусмотренных программой учебной дисциплины и соответствующей действующим санитарным и
противопожарным правилам и нормам в аудиториях.
На кафедре имеется компьютерный класс для тестирования, оснащенный компьютерами Pentium 4 в количестве 10 штук.
20
Приложение 1
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
Примерные вопросы к зачету по дисциплине
1. Понятия водной экологии и гидроэкологии. Предмет, цель, задачи и методы исследований.
2. Основные законы и принципы гидроэкологии
3. Классификация водных экосистем: основные понятия и терминология.
Их особенности и отличия от экосистем суши.
4. Вода и ее круговорот в природе.
5. Естественные циклы основных биогенных веществ. Их краткая характеристика.
6. Циклы некоторых токсичных элементов.
7. Вода как среда обитания. Краткая характеристика.
8. Водотоки и водоемы, их различия и особенности.
9. Основные абиотические факторы водных экосистем, их краткая характеристика.
10. Физические свойства воды (теплоемкость, низкая теплопроводность,
расширение при замерзании, плотность, перемещения воды) как абиотический фактор водных экосистем.
11. Химические свойства воды (жесткость, соленость, степень минерализации) как абиотический фактор водных экосистем.
12. Растворенные газы (кислород, углекислый газ, сероводород, метан) как
экологический фактор, влияющий на водные экосистемы.
13. Биогенные элементы и донные отложения как абиотический фактор водных биоценозов.
14. Биотические компоненты водных экосистем. Водные растения и водные
животные.
15. Экологические группировки в водных экосистемах (жизненные формы
гидробионтов).
16. Бентос морских и пресноводных экосистем.
17. Биологическая продуктивность водных экосистем.
18. Особенности водных сообществ по сравнению с наземными.
19. Основные типы континентальных водных экосистем, их краткая характеристика.
20. Реки как естественные водотоки, их эколого-гидрологические характеристики. Влияние скорости течения и стабильности почвы на таксономический состав гидробионтов.
21. Водные сообщества каналов.
22. Водохранилища как искусственные водоемы. Их характерные особенности. Видовой состав и уровень развития сообществ водохранилищ.
23. Особенности гидробионтов водохранилищ.
24. Экологические особенности сообществ озер и прудов.
21
25. Классификация водоемов по трофности (олиготрофные и эвтрофные водоемы).
26. Экологическая сукцессия в водоемах.
27. Антропогенное эвтрофирование водных экосистем. Агенты и стадии эвтрофирования.
28. Хозяйственные последствия эвтрофирования и борьба с ним.
29. Загрязнение водных экосистем бытовыми сточными водами.
30. Последствия загрязнения водных экосистем бытовыми сточными водами.
Зоны сапробности в проточных водах и водоемах замедленного водообмена.
31. Загрязнение водной среды углеводородами. Источники нефтяных загрязнений.
32. Воздействие нефтепродуктов на водные экосистемы.
33. Загрязнение природных вод полициклическими ароматическоми соединениями (бенз(а)пирен). Источники и накопление в водных экосистемах.
34. Консервативные токсиканты в водных экосистемах. Краткая характеристика их токсичности, источники поступления.
35. Нормирование качества природных вод и антропогенного воздействия на
них.
22
Приложение 2
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
Примерные темы реферативных работ
1. Генетическая классификация озер.
2. Биологическая классификация озер.
3. Сравнительная характеристика и особенности экосистем рек, водохранилищ и естественных озер.
4. Классификация озер, основанная на температурной стратификации.
5. Сезонная динамика водного сообщества.
6. Экологическая сукцессия в водоемах.
7. История развития гидроэкологии
8. Основные адаптации гидробионтов к условиям водной среды.
9. Пищевые цепи и экологические пирамиды в водных экосистемах.
10. Антропогенное эвтрофирование: причины и контроль.
11. Особенности среды обитания и жизненные формы характерные для
12. планктона и нектона.
13. Особенности среды обитания и жизненные формы характерные для
14. бентоса и перифитона.
15. Экологическая характеристика отдельных типов водных экосистем
16. Главные биотопы в водоеме
17. Сообщество толщи вод.
18. Проблемы закисления водных экосистем.
19. Биологические особенности водотоков.
20. Металлы в окружающей среде: действие на гидробионтов.
21. Биотестирование природных вод.
23
Приложение 3
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
Примерный перечень ситуационных заданий
1. Используя приведенные в таблице данные о содержании химических
элементов, определить степень загрязнённости рек.
Таблица
Среднемноголетние содержания химических элементов в реках (мкг/л)
Река
Cu
Zn
V
Mn
Ni
Mo
Северная Двина
Печора
Нева
Днепр
Дон
Дунай
Волга
Урал
Обь
Енисей
Базовые уровни в
незагрязненных
пресных водах
Среднее содержание химических
элементов в питьевой воде
ПДКРХ
5,8
2,7
8,8
3,6
4,3
5,9
5,1
3,8
5,0
4,0
22
19
39
12
22
24
46
25
19
13
1,3
0,4
0,0
1,9
5,5
30
2,3
2,5
0,5
1,0
15
12
2,1
14
8,3
28
7,4
7,5
9,0
6,0
3,9
3,6
0,0
3,5
3,9
2,2
3,5
3,8
3,0
3,0
1,2
0,4
0,0
1,2
3,9
1,2
1,2
0,6
1,0
3-13
5-300
0,3-1,9
2-14
1,1-3,0
0,3-2,6
7,0
20
1
10
2,5
1,0
10,0
10,0
1,0
10,0
10,0
1,2
2. По приведенным ниже концентрациям химических элементов в
донных отложениях, взвесях, воде определить уровень загрязненности водных объектов. Основные процессы, определяющие миграцию химических
элементов в водохранилищах – высокая биологическая продуктивность, седиментация терригенного материала, изменчивость геохимических обстановок и т.д.
Средние содержания микроэлементов в воде, взвеси и донных
отложениях, мкг/л
Mn
20
82
18
12
Zn
3.1
105
7,2
3,5
Cu
3.7
605
4,2
4,7
Mn
14.4
27,3
33,1
15,7
Zn
32,0
51,6
42,1
27,0
Cu
3,4
9,7
5,2
2,5
В донных
отложениях
Mn
Zn
Cu
700
32
20
1080
64
13
72
27
14
1146
24
51
10
10
3
11
14,6
7,62
250
В воде
Водохранилище
Кременчугское
Киевское
Запорожское
Каховское
Фоновое содержание
Во взвеси
123
12
24
3. Охарактеризуйте уровень загрязнения донных отложений с помощью
игео-классов в техногенных илах на участке ниже города. Оцените сорбционную способность различных фракций по отношению к металлам. Рассчитайте коэффициент концентрации.
Таблица
Содержание химических элементов в техногенных илах
на участке реки, мкг/кг
Элемент
AL
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Ni
Zn
1-0,2
18400
305
28
108
250
42800
86
218
0,25-0,1
26900
663
24
110
344
57400
97
321
Фракции, мм
0,1-0,01
0,01-0,005
52800
75600
2617
3414
45
7
350
429
448
492
85800
18200
154
274
422
511
Валовое
содержание
43700
1887
41
247
354
79475
143
380
˂0,005
87000
4671
116
449
472
15400
353
570
4. По данным таблицы рассчитать индекс загрязнения воды и оценить
класс ее качества.
Таблица
Средние значения показателей качества поверхностных
вод в районах промышленных центров Иркутской области
Водный
объект
Ангара
(район Иркутска)
Ангара
(район
Ангарска)
Иркут
(район
г.Шелехов)
Гидрохимические показатели,
мг/л
Взвеш.
БПК5
SO42Clвещества
Вредные примеси, мг/л
N/NH4-
Нефтепродукты
Hg
Cu,
мкг/л
2,04
14,71
11,87
3,81
0,49
0,09
0,031
4,84
1,07
8,81
8,10
1,01
0,18
0,08
-
1,50
1,83
6,48
42,3
22,0
0,05
0,12
-
4,20
Илим
1,89
2,17
9,90
3,95
0,06
0,24
-
Братское
вдхр.
(г.Братск)
1,30
2,80
9,23
2,53
0,14
0,15
-
0,01
2,00
Примечание: Примеры задач взяты из [6].
25
Приложение 4
Матрица контроля результативности учебного процесса
№
п/п
Название раздела
1
1
2
3
4
2
Раздел 1. Предмет,
цели и задачи водной
экологии.
Раздел 2. Основные
абиотические факторы водных экосистем.
Раздел 3. Биотические
компоненты
водных экосистем.
Раздел 4. Основные
типы континентальных водных экосистем.
Вид и форма учебных занятий, вид, метод и средство контроля
Аудиторные
Самостоятельные
Лекции
Практические
Коллоквиумы
занятия
(устный опрос)
контр.посещ.
зачет
текущ.
итог.
текущ. промеж. текущ. промеж.
3
4
бланк учета
вопросы
(билет)
бланк учета
вопросы
(билет)
бланк учета
вопросы
(билет)
бланк учета
вопросы
(билет)
5
Раздел 5. Экосистемы
мирового океана.
бланк учета
вопросы
(билет)
6
Раздел 6. Загрязнение
водных экосистем.
бланк учета
вопросы
(билет)
7
Раздел 7. Критерии
оценки качества водных экосистем.
бланк учета
вопросы
(билет)
5
бланк
учета,
опрос
бланк
учета,
опрос
бланк
учета,
опрос
бланк
учета,
опрос
бланк
учета,
опрос
бланк
учета,
опрос
бланк
учета,
опрос
6
7
8
опрос
(тест)
опрос
опрос
(тест)
опрос
(тест)
опрос
опрос
(тест)
опрос
(тест)
опрос
опрос
(тест)
опрос
(тест)
опрос
опрос
(тест)
опрос
(тест)
опрос
опрос
(тест)
опрос
(тест)
опрос
опрос
(тест)
опрос
(тест)
опрос
опрос
(тест)
26
Приложение 5
ЛИСТ КОНТРОЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Раздел 1. Предмет, цели и задачи водной экологии.
0,2
0,4
1
Раздел 2. Основные абиотические факторы водных экосистем.
0,25
0,6
2
Раздел 3. Биотические компоненты водных экосистем.
0,25
0,6
2
Раздел 4. Основные типы континентальных водных экосистем.
0,3
0,8
2,4
Раздел 5. Экосистемы мирового океана.
0,1
0,2
2
Раздел 6. Загрязнение водных экосистем.
0,3
0,8
2
Раздел 7. Критерии оценки качества водных экосистем.
0,4
1,0
2,4
Обязательный минимум для допуска к экзамену (зачету)
0,9
5
2,2
6,9
15
Максимальный балл
1,8
10
4,4
13,8
30
Экзамен
Максимальный балл
Контрольные мероприятия
Выполнение практических
заданий
Активность на занятиях
Написание и защита реферата
Выполнение домашних
заданий
Посещение занятий
Перечень и содержание модулей учебной дисциплины
Зачет
Контрольное
мероприятие
Текущая аттестация
100
27
Приложение 6
Лист изменений
Дата
Исключить
Добавить
28