Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор-директор ИПР
____________ А.Ю. Дмитриев
«____»____________2011г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ОСНОВЫ БИОМИНЕРАЛОГИИ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 020700 ГЕОЛОГИЯ
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Геология
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 2;
СЕМЕСТР 3;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Экологическая геология», «Минералогия с основами
кристаллографии»
КОРЕКВИЗИТЫ: «Физика», «Структурная геология с основами
геокартирования», «Литология», «Минералогия с основами
кристаллографии», «Четвертичная геология с основами геоморфологии»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ИТОГО
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
27
18
45
36
81
очная
часов (ауд.)
часов (ауд.)
часов
часов
час
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЗАЧЁТ В 3 СЕМЕСТРЕ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Общей геологии и землеустройства»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ д.г.-м.н., профессор А.А. Поцелуев
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
д.г.-м.н., профессор Л.П. Рихванов
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
к.г-м.н., доцент А.К. Полиенко
2011 г.
1
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины студент приобретает
знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей основной
образовательной программы «Геология».
Студент, изучивший курс «Основы биоминералогии», должен знать:
- основные виды биоминеральных образований и их классификации;
- современное состояние изученности органо-минеральных агрегатов (ОМА);
Цели предмета «Основы биоминералогии» достигаются за счѐт выполнения
комплекса учебно-методических работ:
– овладение общетеоретическими знаниями о закономерностях
формирования органо-минеральных агрегатов (ОМА) в организме человека и
животных;
– освоение практическими приёмами и методами исследования состава и
строения органо-минеральных агрегатов (ОМА).
Дисциплина нацелена на подготовку бакалавров к:
– научно-исследовательской и проектно-производственной работе в области
изучения биоминеральных объектов;
– модернизации существующих и разработке новых методов
экспериментальных исследований;
– решению научно-исследовательских и прикладных задач, возникающих
при изучении дисциплин;
– поиску и анализу научно-технической информации, необходимой для
решения конкретных инженерных задач, в том числе при выполнении
междисциплинарных проектов.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к дисциплинам профессионального цикла (Б.3).
Она непосредственно связана с дисциплинами естественнонаучного и
математического цикла («Общая геология») и частично опирается на
освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения.
Знания и умения, полученные при освоении данной дисциплины,
являются основой для изучения ряда дисциплин математического и
естественнонаучного (Б.2) и профессионального (Б.3) циклов: «Экология»,
«Дистанционные методы исследований», «Экологическая геология»,
«Основы ресурсоэффективных технологий использования минеральных
ресурсов»,
Для успешного освоения данной дисциплины необходимы знания,
умения и компетенции экологической геологии, минералогии с основами
кристаллографии.
Кореквизитами для дисциплины «Основы биоминералогии» являются
дисциплины ЕНМ и ОП циклов: «Структурная геология с основами
геокартирования»,
«Литология»,
«Минералогия
с
основами
кристаллографии», «Четвертичная геология с основами геоморфологии».
2
3. Результаты освоения дисциплины
Изучив данную дисциплину, студент должен получить представление
об объектах биоминералогии
и биоминерализации, о минералах и
органических веществах в органо-минеральных агрегатах, а также о
механизмах образования органо-минеральных агрегатов.
После изучения данной дисциплины бакалавр приобретает знания,
умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной
программы. Соответствие результатов освоения дисциплины «Основы
биоминералогии» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице
1.
Таблица 1
Формируемые
компетенции
в
соответствии
с ООП
ОК-1
ОК-2
ОК-6
ОК-8
ОК-19
ПК-1
ПК-2
ПК-3
ПК-4
ПК-5
ПК-6
ПК-9
ПК-10
ПК-17
Результаты освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины бакалавр должен обладать
следующими общекультурными компетенциями (ОК):
– владеть культурой мышления, способностью к обобщению,
анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору
путей её достижения;
– уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную
и письменную речь;
– стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и
мастерства;
– осознавать социальную значимость своей будущей профессии,
обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной
деятельности;
– быть готовым соблюдать нравственные обязательства по
отношению к природе;
– понимать сущность и значение науки биоминералогии в общем
цикле экологических и геологических наук;
– владеть основными методами, способами и средствами
изучения объектов биоминералогии;
– иметь навыки работы с бинокулярным и поляризвционнооптическим микроскопами;
– уметь работать с научной информацией в компьютерных сетях.
В результате освоения дисциплины бакалавр должен обладать
следующими профессиональными компетенциями:
инструментальными:
- способен использовать информацию из различных источников
для решения профессиональных и социальных задач;
Общепрофессиональными
в
научно-производственной
деятельности:
- способен применять на практике методы сбора, обработки,
анализа и обобщения фондовой эколого-геологической
3
информации (в соответствии с профилем подготовки).
– профессиональными компетенциями (ПК):
– общенаучные и инструментальные:
– иметь представление о современной научной картине мира на
основе знаний основных положений философии, базовых законов
и методов естественных наук;
– использовать в профессиональной деятельности базовые знания
естественных наук, математики, геологических наук;
– использовать в познавательной и профессиональной
деятельности базовые знания наук, приобретать новые знания,
используя современные образовательные и информационные
технологии;
– быть готовым к работе на лабораторных приборах, установках и
оборудовании;
– использовать информацию из различных источников для
решения профессиональных и социальных задач;
общепрофессиональные (в соответствии с видами
деятельности), обязательными для всех профилей:
научно-исследовательская деятельность:
– самостоятельно осуществлять сбор информации и использовать
её в научно-исследовательской деятельности в соответствии с
профилем подготовки;
– участвовать в составе научно-исследовательского коллектива в
составлении отчетов, рефератов, библиографий по тематике
научных исследований, в подготовке публикаций;
– научно-производственная деятельность:
– применять на практике базовые общепрофессиональные знания,
теории и методы исследований при решении научнопроизводственных задач;
– способен применять на практике методы сбора, обработки,
анализа и обобщения эколого-геологической информации;
профильно-специализированные компетенции:
– использовать профильно-специализированные знания в области
экологической геологии для решения научных и практических
задач;
–
использовать
профильно-специализированные
знания
фундаментальных разделов физики, химии, экологии для
освоения теоретических основ экологической геологии;
–
использовать
профильно-специализированные
информационные технологии для решения эколого-геологических
задач.
4
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций
представлена в Основной образовательной программе подготовки магистров
по направлению 020700 «Геология».
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Структура дисциплины по разделам, формам организации и
контроля обучения
Таблица 2
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Название раздела/темы
Цели и задачи изучения
биоминералогии
Объекты биоминералогии и
их генезис
Механизмы образования
органо-минеральных
агрегатов
Методы изучения состава и
строения органоминеральных агрегатов
Физиогенные органоминеральные агрегаты
Ушные камни (отоконии и
отлиты)
Патогенные органоминеральные агрегаты
Камни мочевой системы
(уролиты)
Желчные камни (холелиты)
Кишечные камни
(интестимолиты). Камни
поджелудочной железы
(панкреолиты). Жемчуг
Зубные камни (дентолиты)
Фитолиты
Метабиогенные и
тафобиогенные органоминеральные агрегаты
Итого
Аудиторная
работа (час)
СРС
(час)
Итого
Формы текущего
контроля и
аттестации
Лекц
ии
2
Лаб.
зан.
2
3
7
Тестовый опрос
2
2
3
7
Тестовый опрос
2
2
3
7
Рубежная
контрольная работа
2
2
3
7
Отчет
2
2
3
7
Отчет
2
2
3
7
Презентация
2
2
3
7
Рубежная
контрольная работа
3
5
Презентация
3
3
7
7
Отчет
Презентация
3
3
5
5
3
Презентация
Групповой отчет
Зачёт
36
81
2
2
2
2
2
2
2
3
27
18
При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.
4.2. Содержание разделов дисциплины
Тема 1. Введение. Цели и задачи науки биоминералогии
5
Определение науки биоминералогии, ее цели и задачи. Связь
биоминералогии с другими дисциплинами. Методологические принципы
биоминералогии. Основные направления развития биоминералогии.
Тема 2. Объекты биоминералогии и их генезис
Классификация объектов биоминералогии. Минералы в органоминеральных агрегатах. Общие сведения о некоторых органических
веществах в организмах. Органические вещества в органо-минеральных
агрегатах.
Лабораторная работа 1. Изучение морфологии мочевых камней под
бинокулярным микроскопом.
Тема 3. Механизмы образования органо-минеральных агрегатов
Биоминерализация. Свободное отложение вещества. Накопление органоминеральных агрегатов отмерших организмов. Замещение отмершего
органического вещества минеральным.
Лабораторная работа 2. Изучение морфологии мочевых камней под
бинокулярным микроскопом.
Тема 4. Методы изучения состава и строения органо-минеральных
агрегатов
Лабораторная работа 3. Изучение структуры мочевых камней
методами поляризационно-оптической микроскопии.
Тема 5. Физиогенные органо-минеральные агрегаты
Кости человека и животных:
Общие сведения. Химический состав кости. Минеральная составляющая
кости. Органическая составляющая кости. Пьезоэлектрические свойства
кости. Динамика кости. Зубы человека и животных. Общие сведения. Состав
зуба человека. Строение зуба человека.
Лабораторная работа 4. Изучение структуры мочевых камней
методами поляризационно-оптической микроскопии.
Тема 6. Ушные камни (отоконии и отлиты)
Общие сведения. Состав и строение. Экзоскелет. Общие сведения.
Пресноводная жемчужина. Скорлупа яиц птиц.
Лабораторная работа 5. Изучение строения жемчуга.
Тема 7. Патогенные органо-минеральные агрегаты
Камни мочевой системы (уролиты). Общие сведения. Состав мочевых
камней. Строение мочевых камней.
Лабораторная работа 6. Изучение строения жемчуга
Тема 8. Камни мочевой системы (уролиты)
Ритмический рост мочевых камней. Поверхность мочевых камней. Камни
мочевой системы животных. Генезис мочевых камней.
Лабораторная работа 7. Изучение морфологии желчных камней.
Тема 9. Желчные камни (холелиты)
Общие сведения. Состав желчных камней. Строение желчных камней.
Желчные камни у животных.
Лабораторная работа 8.Изучение структуры желчных камней.
6
Тема 10. Кишечные камни (интестимолиты). Камни
поджелудочной железы (панкреолиты). Жемчуг
Лабораторная работа 9. Изучение строения жемчуга.
Тема 11. Зубные камни (дентолиты). Камни слюнных желез
(саливолиты). Другие патогенные органо-минеральные агрегаты.
Тема 12. Фитолиты
Тема 13. Метабиогенные и тафобиогенные органо-минеральные
агрегаты
 Метабиогенные органо-минеральные агрегаты. Гуано. Мумиё.
Другие метабиогенные органо-минеральные агрегаты.
 Тафобиогенные органо-минеральные агрегаты.
4.3.
Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов
обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках
данной дисциплины и указанных в пункте 3.
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Формируемые
компетенции
З.1.1
З.1.2.
З.3.1.
З.3.3.
З.5.1.
У.1.1.
У.1.2.
У.3.1.
У.5.1.
У.5.2.
У.5.3.
В.1.1.
В.1.2.
В.1.3.
В.3.2.
В.3.3.
В.5.1.
В.5.2.
1
2
3
х
Разделы дисциплины
4
5
х
х
х
х
х
х
6
х
х
7
х
х
8
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
Х
х
х
х
х
х
х
х
5. Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов
учебной работы с методами и формами активизации познавательной
деятельности бакалавров для достижения запланированных результатов
обучения и формирования компетенций.
Методы и формы
Виды учебной деятельности
7
активизации
деятельности
Дискуссия
Командная работа
Опережающая СРС
Индивидуальное
обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе
опыта
ЛК
ЛБ
СРС
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины
реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
 изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с
использованием компьютерных технологий;
 самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с
использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических
разработок, специальной учебной и научной литературы;
 закрепление теоретического материала при проведении лабораторных
работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов,
выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов (CРC)
6.1. Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и
закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
 работе бакалавров с лекционным материалом, поиск и анализ литературы
и электронных источников информации по заданной проблеме,
 выполнении домашних заданий,
 переводе материалов из тематических информационных ресурсов с
иностранных языков,
 изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
 изучении теоретического материала к лабораторным занятиям,
 изучении инструкций к приборам и подготовке к выполнению
лабораторных работ,
 подготовке к зачёту.
6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
– приборы и расходные материалы для подготовки проб с целью структурных
исследований,
– методики и реактивы для полирования образцов ОМА,
– методики и оборудование для подготовки образцов ОМА для электронной
микроскопии,
– специальные методики определения структурно-текстурных характеристик
ОМА.
8
6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) ориентирована на развитие интеллектуальных умений, комплекса
универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций,
повышение творческого потенциала студентов. ТСР включает следующие
виды работ по основным проблемам курса:
– поиск, анализ, структурирование и презентация информации,
выполнение реферативных работ.
– исследовательская работа и участие в научных студенческих конференциях,
семинарах и олимпиадах.
6.2.1. Примерный перечень научных проблем и направлений научных
исследований:
1. Физиогенные органо-минеральные агрегаты
2. Патогенные органо-минеральные агрегаты
3. Фитолиты
6.3.
Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как
единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.
Текущий контроль осуществляется преподавателем на лабораторных
занятиях, лекциях и в процессе проверки индивидуальных домашних
заданий. Рубежный контроль осуществляется в форме проведения четырех
контрольных работ. Все виды учебной деятельности студентов оцениваются
в баллах.
6.4. Учебно-методическое
студентов
обеспечение
самостоятельной
работы
На кафедре общей геологии и землеустройства создано учебнометодическое обеспечение по дисциплине «Основы биоминералогии» для
студентов, которое состоит из нескольких компонентов.
Компоненты УМО:
1. Рабочая программа дисциплины и рейтинг-лист.
2. Методические указания к лабораторным работам.
3. Учебное пособие «Основы биоминералогии».
4. Лекции по «Введению в биоминералогию» (презентации в Power-Point).
5. Учебные коллекции минералов и органо-минеральных агрегатов.
6. Набор петрографических шлифов.
Компьютерные компоненты УМО:
1. Учебное пособие по биоминералогии в электронном варианте.
2. Методические указания к лабораторным работам
3. Аудио и видео материалы.
9
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
(фонд оценочных средств)
Оценка успеваемости бакалавров осуществляется по результатам:
– самостоятельного выполнения лабораторной работы,
– взаимного рецензирования бакалаврами работ друг друга,
– анализа подготовленных бакалаврами рефератов,
–устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, защите
отчетов по лабораторным работам и во время зачёта в третьем семестре (для
выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).
В соответствии с рейтинговой системой при изучении курса
биоминералогии проводится текущая аттестация и выполняются рубежные
контрольные работы. Рубежный контроль проводится в часы занятий в
письменной форме и включает задания по нескольким темам: биоминералы;
органо-минеральные агрегаты; морфология и структурно-текстурные
особенности органо-минеральных агрегатов (ОМА); генетические
особенности ОМА.
Итоговый контроль результатов изучения дисциплины осуществляется
на зачете в конце семестра и охватывает практически все темы дисциплины
«Основы биоминералогии».
7.1. Требования к содержанию вопросов к зачёту
Билеты включают три вопроса:
1. Свойства биоминералов и органо-минеральных агрегатов (ОМА).
2. Морфология и структурно-текстурные особенности органоминеральных агрегатов (ОМА).
3. Генетические особенности ОМА.
7.2. Примеры вопросов к зачёту
1. Объекты биоминералогии
2. Минералы в органо-минеральных агрегатах
3. Органические вещества в органо-минеральных агрегатах
4. Механизмы образования органо-минеральных агрегатов
5. Методы изучения состава и строения органо-минеральных агрегатов
6. Общие сведения о физиогенных органо-минеральных агрегатах
7. Патогенные органо-минеральные агрегаты
8. Строение мочевых камней
9. Генезис мочевых камней
10. Состав жемчуга и строение жемчуга
11. Фитолиты
7.3. Рейтинг качества освоения дисциплины
Приводится рейтинг-план текущей оценки успеваемости студентов в
семестре по итогам освоения дисциплины. В соответствии с рейтинговой
системой текущий контроль производится ежемесячно в течение семестра
10
путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы
на вопросы) и результатов практической деятельности (выполнение заданий).
Итоговая аттестация (зачет) производится в конце семестра путем
балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов
текущей оценки в течение семестра и баллов рубежного контроля в конце
семестра по результатам контрольных работ. Максимальный итоговый
рейтинг соответствует 100 баллам (80 – текущая оценка в семестре, 100 –
промежуточная аттестация в конце семестра).
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Голованова О.А., Борбат В.Ф. Почечные камни.– М.: Медицинская
книга, 2005. – 171 с.
2. Волков В.Т., Волкова Н.Н., Смирнов Г.В., Полиенко А.К., Ермолаев
В.А., Бакиров А.Г., Медведев М.А., Рихванов Л.П., Сухих Ю.И.
Биоминерализация в организме человека и животных. – Томск:
“Тандем-Арт”, 2004. – 498 с.
3. Кораго А.А. введение в биоминералогию. – СПб.: Недра, 1992. – 280 с.
4. Кораго А.А. Речной жемчуг. – Л.: Недра, 1981. – 119 с.
5. Сребродольский Б.И. Биологическая минералогия. – Киев: Наукова
думка,1983. – 102 с.
6. Полиенко А.К., Шубин Г.В., Ермолаев В.А. Онтогения уролитов.-РИО
"Пресс-Интеграл"ЦПК ЖК.-Томск, 1997.-128 с.
7. Полиенко А.К., Бакиров А.Г. Основы кристаллографии и минералогии
для урологов. Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2008. – 108 с.
Вспомогательная литература
1. Краснова Н.И., Петров Т.Г. Генезис минеральных индивидов и
агрегатов. СПб.: Невский курьер, 1997. 225 с.
2. Мак-Коннелл Д. Биоминералогия фосфатов и физиологическая
минерализация//Фосфор в окружающей среде. – М.: Мир, 1977. – С.
462–481.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Рабочая программа по дисциплине.
2. Методические указания к выполнению лабораторных работ.
3. Комплект петрографических шлифов.
При изучении основных разделов дисциплины, выполнении
лабораторных работ используются аудитории, оснащённые современными
техническими средствами обучения: (интерактивные доски, компьютеры,
видеоаппаратура, микроскопы), минералогический и палеонтологический
музеи, учебные коллекции биогенных минералов.
11
* приложение – Рейтинг-план освоения модуля (дисциплины) в течение
семестра.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС по направлению «Геология», профиль подготовки «Геология».
Автор:
Полиенко А.К.
Программа одобрена на заседании кафедры ОГЗ ИПР
(протокол № ____ от «____» ________ 2011 г.).
12