Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
advertisement
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» УТВЕРЖДАЮ Проректор-директор ИПР ___________ А.Ю. Дмитриев «___» ____________201__ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Направление ООП 022000 «Экология и природопользование» Специализация подготовки: Геоэкология Квалификация (степень) магистр Базовый учебный план приема 2010 г. Курс 1 Семестр 2 Количество кредитов 3 Пререквизиты: Проблемы геоэкологии; современные проблемы экологии и природопользования; анализ и оценка экологических рисков техногенных и природных систем Кореквизиты: Геохимия стратифицированных образований; управление экологическими рисками; обращение с отходами Виды учебной деятельности и временной ресурс: Лекции 10 час. Практические занятия 60 час. Аудиторные занятия 70 час. Самостоятельная работа 30час. Итого 100 час. Форма обучения очная Вид промежуточной аттестации экзамен во 2 семестре Обеспечивающее подразделение кафедра ГЭГХ Заведующий кафедрой Е.Г. Язиков Руководитель ООП Л.П. Рихванов Преподаватель Е.Г. Язиков 2011 г. 1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения данной дисциплины магистрант приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1, Ц2 и Ц3 основной образовательной программы «Экология и природопользование». Дисциплина нацелена на подготовку магистрантов к: - научно-исследовательской деятельности в определение проблем, задач и методов научного исследования; получению новой информации на основе наблюдений, опытов, научного анализа эмперических данных; проведению комплексных исследований для решения отраслевых, региональных и национальных проблем; - проектно-производственной деятельности в проведении оценки воздействия планируемых сооружений на окружающую среду; выполнении экологического мониторинга; разработки практических рекомендаций по сохранению природной среды; экспериментально-аналитической и контрольно-ревизионной деятельности в разработки практических рекомендаций по сохранению природной среды. Цели дисциплины и их соответствие целям ООП Код Цели освоения дисциплины «Теория и Цели ООП цели методы современного мониторинга состояния окружающей среды» Ц1 Формирование способности понимать Подготовка выпускников к сущности техногенных процессов и производственной деятельиспользовать современные методы ности в области мониторинга в производственной мониторинга территорий деятельности разнопрофильных предприятий. Ц4 Ц5 Формирование творческого мышления, объединение фундаментальных знаний основных методов проведения мониторинга с последующей обработкой и анализом результатов исследований для принятия организационно-управленческих решений Подготовка выпускников к организационноуправленческой деятельности при выполнении междисциплинарных проектов в профессиональной области для оценки и контроля состояния объектов окружающей среды Формирование навыков самостоятель- Подготовка выпускников к ного проведения мониторинга самообучению и непре- рывному профессиональному самосовершенствованию 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП Согласно ФГОС и ООП «Экология и природопользование» дисциплина «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды» относится к профессиональному циклу дисциплин и является вариативной частью специализации «Геоэкология». Код дисциплины Наименование Кредиты Форма ООП дисциплины контроля М.2 Профессиональный цикл М.2.В Вариативная часть М.2.В Геоэкология М.2.В.2. Теория и методы 3 экз. современного мониторинга состояния окружающей среды 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Результаты освоения дисциплины получены путем декомпозиции результатов обучения (Р1, Р2, Р6), сформулированных в основной образовательной программе 022000 «Экология и природопользование», для достижения которых необходимо, в том числе, изучение дисциплины «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды». Планируемые результаты обучения согласно ООП Код результата Результат обучения (выпускник должен быть готов) Р1 Профессиональные компетенции Применять глубокие базовые и специальные, естественнонаучные и профессиональные знания в профессиональной деятельности для решения задач, связанных с рациональным природопользованием и охраной окружающей среды Р2 Разрабатывать природоохранные мероприятия, практические рекомендации по охране природы и обеспечению устойчивого развития, проводить оценку воздействия планируемых сооружений на окружающую среду, диагностировать проблемы охраны природы. Р11 Самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности Планируемые результаты освоения дисциплины «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды» № п/п 1 2 3 4 Результат Применять знания общих вопросов экологии, теорий, методов мониторинга урбанизированных территорий Разрабатывать программу мониторинга урбанизированных территорий с разнопрофильным производством Применять современные методы мониторинга природных и техногенных систем Выполнять обработку и анализ данных, полученных при мониторинге В результате освоения дисциплины студент должен: знать: • общие принципы мониторинга; • уровни мониторинга; • технологию проведения мониторинга; • методы мониторинга; • выбор аналитических методов при подготовки программы мониторинга; • способы обработки и интерпретации результатов, полученных при мониторинге; уметь: • выделять основные источники загрязнения; • составлять программу мониторинга; • использовать основные методы мониторинга для решения профессиональных задач; • анализировать и обрабатывать результаты полевых исследований; владеть: • теоретическими методами мониторинга; • методами оценки урбанизированных территорий разнопрофильных предприятий. В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции: 1. Профессиональные: • способность и готовность применять естественно-научные знания в профессиональной деятельности; • способность проводить теоретические и прикладные исследования при изучении урбанизированных территорий; • способность самостоятельно планировать и проводить исследования, проводить анализ и обработку экспериментальных данных. 2. Универсальные (общекультурные): • готовность к самостоятельному приобретению новых знаний в области ес- тественных наук; • понимание роли охраны окружающей среды и необходимости рационального природопользования при формировании горно-геологического и нефтедобычного производства, а также разнопрофильных промышленных объектов. 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1. Аннотированное содержание разделов дисциплины Введение. Лекция 1. Предмет и задачи дисциплины, методы, основные этапы развития. Сущность принципов мониторинга. Тема 1. Теоретические основы мониторинга: Лекция 2. Основные понятия о мониторинге. Общая структура мониторинга. Классификация видов мониторинга. Лекция 3. Системы и службы мониторинга. Системы автоматического мониторинга. Тема 2. Критерии оценки состояния природных сред: Лекция 4. Санитарно-гигиенические показатели. Экологические критерии. Оценка степени антропогенных изменений природных сред. Тема 3. Методы и организация мониторинга: Лекция 5. Методы и виды исследований. Наблюдательные сети и объём работ. 4.2. Структура дисциплины Структура дисциплины «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды» по разделам и видам учебной деятельности с указанием временного ресурса в часах представлена в табл. 1. Таблица 1 Структура дисциплины по разделам (модули) и формам организации обучения Название раздела Аудиторная работа (ч) Лекции Введение Модуль 1. Теоретические основы мониторинга Модуль 2. Критерии оценки состояния природных сред Модуль 3. Методы и организация мониторинга Итого: СРС (ч) Итого (ч) Практические занятия 2 семестр 2 4 10 10 2 24 2 20 10 32 2 30 10 42 10 60 30 100 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Для достижения планируемых результатов обучения в дисциплине «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды» используются различные образовательные технологии: 1. Информационно-развивающие технологии, направленные на формирование системы знаний, запоминание и свободное оперирование ими. Используется лекционно-семинарский метод, самостоятельное изучение литературы, применение новых информационных технологий для самостоятельного пополнения знаний, включая использование технических и электронных средств информации. 2. Деятельностные практико-ориентированные технологии, направленные на формирование системы профессиональных практических умений при проведении экспериментальных исследований, обеспечивающих возможность качественно выполнять профессиональную деятельность. Используется анализ, сравнение методов проведения химических исследований, выбор метода, в зависимости от объекта исследования в конкретной производственной ситуации и его практическая реализация. 3. Развивающие проблемно-ориентированные технологии, направленные на формирование и развитие проблемного мышления, мыслительной активности, способности видеть и формулировать проблемы, выбирать способы и средства для их решения. Используются виды проблемного обучения: освещение основных проблем общей и неорганической химии на лекциях, учебные дискуссии, коллективная деятельность в группах при выполнении лабораторных работ, решение задач повышенной сложности. При этом используются первые три уровня (из четырех) сложности и самостоятельности: проблемное изложение учебного материала преподавателем;создание преподавателем проблемных ситуаций, а обучаемые вместе с ним включаются в их разрешение; преподаватель создает проблемную ситуацию, а разрешают её обучаемые в ходе самостоятельной деятельности. 4. Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие в ходе учебного процесса учет различных способностей обучаемых, создание необходимых условий для развития их индивидуальных способностей, развитие активности личности в учебном процессе. Личностноориентированные технологии обучения реализуются в результате индивидуального общения преподавателя и студента при защите лабораторных работ, при выполнении домашних индивидуальных заданий, решении задач повышенной сложности, на еженедельных консультациях. Для целенаправленного и эффективного формирования запланированных компетенций у обучающихся выбраны следующие сочетания форм организации учебного процесса и методов активизации образовательной деятельности, представленные в табл. 2. Таблица 2 Методы и формы организации обучения (ФОО) Методы ФОО Лекции Работа в группе Методы проблемного обучения Обучение на основе опыта Опережающая самостоятельная работа Поисковый метод Исследовательский метод + Практические занятия + + СРС + + + + + + + 6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ 6.1. Текущая самостоятельная работа (СРС) Текущая самостоятельная работа по дисциплине «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды», направленная на углубление и закрепление знаний студента, на развитие практических умений, включает в себя следующие виды работ: • работа с лекционным материалом; • подготовка к практическим занятиям; • изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку; • выполнение индивидуальных домашних заданий; • подготовка к самостоятельным и контрольным работам; • подготовка к экзамену. 6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР) Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа по дисциплине «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды», направленная на развитие интеллектуальных умений, общекультурных и профессиональных компетенций, развитие творческого мышления у студентов, включает в себя следующие виды работ по основным проблемам курса: • поиск, анализ, структурирование информации; • выполнение расчетов, обработка и анализ данных; • решение задач повышенной сложности, в том числе комплекс природоохранных мероприятий; • участие в олимпиадах по геоэкологии (профиль). 6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине 1. Темы индивидуальных домашних заданий № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Тема 4 семестр Служба мониторинга в России Источники и факторы антропогенного воздействия на окружающую среду территорий городов Мониторинг состояния почв Сущность геосистем и экосистем как объектов мониторинга Сущность радиационного мониторинга в зоне влияния АЭС Глобальный мониторинг и критерии оценки изменения биосферы Критерии экологической оценки состояния почв Основные геосферы и их компоненты для мониторинга загрязняющих веществ в биосферных заповедниках Границы проведения мониторинга месторождений твердых полезных ископаемых Границы проведения мониторинга месторождений подземных питьевых вод Мониторинг состояния атмосферного воздуха Наблюдательные сети при мониторинге нефтегазовых месторождений Наблюдательные сети при мониторинге месторождений подземных питьевых вод Мониторинг и геоинформационные системы Методы и организация комплексного геоэкологического мониторинга Наблюдательные сети при мониторинге месторождений твердых полезных ископаемых Технологическая схема геосистемного мониторинга Организация службы мониторинга и ее проблемы 2. Темы, выносимые на самостоятельную проработку № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Тема 4 семестр Аэрокосмический мониторинг Классы мониторинга месторождений твердых полезных ископаемых Состав наблюдаемых объектов и показателей в системе мониторинга месторождений подземных питьевых вод Картографический мониторинг Состав наблюдаемых объектов и показателей в системе мониторинга месторождений твердых полезных ископаемых Состав наблюдаемых объектов и показателей в системе мониторинга нефтегазовых месторождений Глобальные модели и прогнозирование изменений биосферы Дистанционное зондирование биосферы Мониторинг вод морей и океанов Биологический мониторинг 6.4. Контроль самостоятельной работы Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя. Самоконтроль зависит от определенных качеств личности, ответственности за результаты своего обучения, заинтересованности в положительной оценке своего труда, материальных и моральных стимулов, от того насколько обучаемый мотивирован в достижении наилучших результатов. Задача преподавателя состоит в том, чтобы создать условия для выполнения самостоятельной работы (учебно-методическое обеспечение), правильно использовать различные стимулы для реализации этой работы (рейтинговая система), повышать её значимость, и грамотно осуществлять контроль самостоятельной деятельности студента (фонд оценочных средств). 6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Для организации самостоятельной работы студентов (выполнения индивидуальных домашних заданий; самостоятельной проработки теоретического материала, подготовки по лекционному материалу; подготовки к лабораторным занятиям, контрольным работам) преподавателями кафедры разработаны следующие учебно-методические пособия и указания: 1. Арлинская А.М., Барбашев С.В. и др. Методология комплексного мониторинга на территории расположения АЭС// Радиационная безопасность и защита АЭС. - М.: 1991. Вып.13. 2. Афанасьев Ю.Н., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. - М.: МНЭПУ, 1998. 3. Бурдин К.С. Основы биологического мониторинга. - М.: 1985. 4. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. - М.: 1984 5. Зборищук Ю.Н. Дистанционные методы инвентаризации и мониторинга почвенного покрова. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992. - 86 с. 6. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. -560 с. 7. Емельянов А.Г. Комплексный геоэкологический мониторинг: учебное пособие. - Тверь: Тверский гос. у-т, 1993. 8. Камышев А.П. Методы и технологии мониторинга природнотехнических систем Севера Западной Сибири /Под ред. А.Л. Ревзона. М.:ВНИПИГАЗДОБЫЧА, 1999. 9. Королев В.А. Мониторинг геологической среды: учебник / Под ред. В.Т. Трофимова. - М.: Изд-во МГУ, 1995. 10. Назаров И.М. О наблюдении за загрязняющими веществами в системе глобального мониторинга // Мониторинг состояния окружающей природной среды. - Л.,1977. 11. Осипов Ю.Б. Литомониторинг и рациональное использование геологической среды. - М.: Акад. Народн. хоз-ва при Совмине СССР, 1986. - 118 с. 12. Принципы и методы геосистемного мониторинга. - М.: Наука, 1989. 13. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. Т.10. – 299 с. 14. Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю. Геоэкологический мониторинг: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – 276 с. Кроме того, для выполнения самостоятельной работы рекомендуется литература, перечень которой представлен в разделе 9. 7. СРЕДСТВА (ФОС) ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Средства оценки текущей успеваемости и промежуточной аттестации студентов (фонд оценочных средств) по итогам освоения дисциплины «Теория и методы современного мониторинга состояния окружающей среды», представляют собой комплект контролирующих материалов следующих видов: • Входной контроль представляет собой перечень из 18 вопросов и заданий. Входной контроль проводится в письменном виде на первом практическом занятии в течение 15 минут. Проверяется уровень входных знаний по мониторингу. • Самостоятельные работы (6 комплектов по 15 вариантов). Представляют собой короткие задания, в виде 1–3 упражнений и задач, выполняются на практических занятиях в течение 10–15 минут. Проверяются знания текущего материала: формулы, основные понятия и определения; умения применять нормативные показатели для конкретных ситуаций. • Вопросы к практическим занятиям (8 тем). Представляют собой перечень вопросов, проверяющих знание теоретического лекционного материала, вынесенных на самостоятельную проработку. • Контрольные работы (3 комплекта по 10 вариантов). Состоят из 10 упражнений и задач по основным разделам курса. Проверяется степень усвоения теоретических и практических знаний, приобретенных умений на репродуктивном и продуктивном уровне. • Экзаменационные билеты (1 комплект из 25 вариантов). Состоят из теоретических (2 вопроса) и практического вопроса (1 вопрос) по всем разделам, изучаемым в данном семестре. Разработанные контролирующие материалы позволяют оценить степень усвоения теоретических и практических знаний, приобретенные умения и владение опытом на репродуктивном уровне, когнитивные умения на продуктивном уровне, и способствуют формированию профессиональных и общекультурных компетенций студентов. Таблица 3 Контроль результатов обучения Компетенции Владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения Уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь Способность создавать базы данных и использовать ресурсы Интернета, уметь работать с информацией из различных источников для решения профессиональных и социальных задач Входной контроль Текущий контроль Итоговый контроль + + + + + + + + Способность к использованию организационноуправленческих навыков в профессиональной и социальной деятельности Быть способным использовать методы мониторинга для оценки состояния окружающей среды в своей профессиональной деятельности Использовать знания о теоретических основах оценки воздействия на окружающую среду, быть способным понимать, излагать и критически анализировать базовую информацию в области экологии Владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной информации при мониторинге Уметь применить знания для развития научных идей в подготовке программ мониторинга для территорий с разнопрофильным производством + + + + + + + + 8. РЕЙТИНГ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль осуществляется ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение заданий). Промежуточная аттестация (экзамен) проводится в конце семестра также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг студента за семестр оценивается по сумме баллов текущего и итогового контроля в определенной пропорции, 60 % и 40 %, соответственно. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам. Для сдачи каждого задания устанавливается определенное время (в течение недели, месяца и т. п.). Задания, сданные позже этого срока, оцениваются в два раза ниже, чем это установлено в рейтинг-плане дисциплины. Таблица 5 Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра Текущий контроль Теоретический материал Недели Модули Баллы 1-3 1 5 4-5 2 6-7 3 Практическая деятельность Отчеты по практическим занятиям Итого Баллы Практическое занятие № 1 5 5 Практическое занятие № 2 5 5 Практическое занятие № 3 5 10 5 Практическое занятие № 4 5 10 10 10 Сумма баллов в семестре 5 Практическое занятие № 5 5 10 5 Практическое занятие № 6 5 10 30 60 30 В конце семестра студенты сдают экзамен, где они максимально могут набрать 40 баллов. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов итогового контроля в конце семестра по результатам экзамена. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Основная литература Арлинская А.М., Барбашев С.В. и др. Методология комплексного мониторинга на территории расположения АЭС// Радиационная безопасность и защита АЭС. - М.: 1991. Вып.13. Афанасьев Ю.Н., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. - М.: МНЭПУ, 1998. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. - М.: 1984 Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. -560 с. Емельянов А.Г. Комплексный геоэкологический мониторинг: учебное пособие. - Тверь: Тверский гос. у-т, 1993. Камышев А.П. Методы и технологии мониторинга природно-технических систем Севера Западной Сибири /Под ред. А.Л. Ревзона. М.:ВНИПИГАЗДОБЫЧА, 1999. Королев В.А. Мониторинг геологической среды: учебник / Под ред. В.Т. Трофимова. - М.: Изд-во МГУ, 1995. Принципы и методы геосистемного мониторинга. - М.: Наука, 1989. Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю. Геоэкологический мониторинг: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – 276 с. Дополнительная литература 1. Бурдин К.С. Основы биологического мониторинга. - М.: 1985. 2.Зборищук Ю.Н. Дистанционные методы инвентаризации и мониторинга почвенного покрова. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992. - 86 с. 3.Назаров И.М. О наблюдении за загрязняющими веществами в системе глобального мониторинга // Мониторинг состояния окружающей природной среды. - Л.,1977. 4.Осипов Ю.Б. Литомониторинг и рациональное использование геологической среды. - М.: Акад. Народн. хоз-ва при Совмине СССР, 1986. 118 с. 5.Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. Т.10. – 299 с. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. - Internet-ресурсы http://www.ecologysite.ru – экологические портал России и стран СНГ http://www.ecology.tomsk.ru/ - Томская экологическая страница http://naveki.ru/ - экологические портал, социальная экологическая сеть http://www.artefact.lib.ru/ - электронная база http://www.meteo.ru/ - гидрометеорологические данные России http://www.greenpeace.org/international/ - Гринпис http://www.elibrary.ru/ - электронная база Эльзевир 10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для ведения дисциплины используются следующие учебнометодические материалы: презентации лекций в программе Power Point; библиотечный электронный ресурс; электронная база Elsevier; комплект графических приложений; компьютерный класс. Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 022000 «Экология и природопользование» и специализации «Геоэкология». Автор: д.г-м.н., профессор каф. ГЭГХ Язиков Е.Г. Программа одобрена на заседании кафедры ГЭГХ ИПР (протокол № ____ от «___» _______ 20___ г.).
