Комплекс методических материалов основной образовательной программы подготовки магистров по направлению 022000 «Экология и природопользование», профиль «Геоэкология», профиль «Экологические проблемы окружающей среды» (стр. 12 )

-  изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий и информационных библиотечных ресурсов;

-  самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

-  закрепление теоретического материала при проведении индивидуальных работ путем 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 магистрантов с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по заданной проблеме и выбранной теме магистерской диссертации,

-  выполнении домашних заданий,

-  использовании материалов из тематических информационных ресурсов на иностранных языках,

-  изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,

-  изучении теоретического материала к индивидуальным заданиям,

-  подготовке к зачету.

6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

- Оценка экологического риска при добыче полезных ископаемых и ведении горных работ

- Планирование природоохранных мероприятий по минимизации негативного техногенного воздействия на окружающую природную среду

- Геологические факторы экологического риска

- Анализ и оценка экологического риска: региональные аспекты

- Анализ и оценка рисков загрязнения компонентов природных сред

6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа

(ТСР) направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала магистрантов и заключается в:

-  поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе научных публикаций по определенной теме исследований,

-  анализе статистических и фактических материалов по заданной теме,

-  исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах.

6.2.1. Примерный перечень научных проблем и направлений научных исследований:

1.  Анализ и оценка экологических рисков для здоровья населения от загрязнений окружающей среды.

2.  Компьютерные базы токсикологических данных

3.  Программные методы и средства для расчета рисков

4.  Методы и способы оценки рисков для здоровья от загрязнения природных сред тяжелыми металлами

5.  Геохимические особенности распределения металлов в почвах и связь с заболеваемостью населения

7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины (фонд оценочных средств)

Оценка успеваемости магистрантов осуществляется по результатам:

- самостоятельного выполнения практической работы,

- взаимного рецензирования магистрантами работ друг друга,

- анализа подготовленных магистрантами рефератов,

- устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, во время экзамена (для выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).

7.1. Требования к содержанию вопросов к экзамену

Билеты включают два типа заданий:

3.  Теоретический вопрос.

4.  Проблемный вопрос.

7.2. Примеры вопросов к экзамену

1.  Международный опыт в области анализа и оценки экологических рисков.

2.  Развитие методологии анализа и оценки риска в России, сопоставление с зарубежным опытом.

3.  Нормативная база оценки и анализа экологических рисков с учетом международных стандартов оценки качества окружающей среды.

4.  Методология анализа риска. Общие принципы. Основные стадии: идентификация опасности, оценка риска, характеристика риска.

5.  Природные риски. Схема анализа природных рисков.

6.  Геологические, экологические и геоэкологические факторы природного риска.

7.  Анализ и оценка риска опасных природно-техногенных процессов (ОПТП). Региональные аспекты.

8.  Структура эколого-экономического ущерба.

9.  Анализ техногенного риска. Комплексный и системный подход при анализе экологических рисков отдельных отраслей промышленности.

10.  Методика оценки экологического риска деятельности предприятий угольной отрасли.

11.  Анализ и оценка экологического риска на предприятиях ТЭК.

12.  Анализ и оценка риска при эксплуатации АЗС.

13.  Многообразие экологических рисков и особенности их оценки на предприятиях нефтедобывающего, нефтегазового комплекса, горнодобычных производств.

14.  Анализ рисков, связанных с функционированием предприятий ЯТЦ.

15.  Санитарно-гигиеническая оценка риска здоровью человека от химического загрязнения окружающей среды.

16.  Управление экологическим риском. Риск-менеджмент.

17.  Оценка экологического риска деятельности предприятий как основа экологического страхования

Основная литература

1.  , Тарасова риск: Анализ и оценка: Учебное пособие для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 118 с.

2.  , , Тарасова техногенного риска: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Круглый год, 2000. – 160 с.

3.  , Хоружая : для студентов вузов и специалистов-экологов. – М.: Высшая школа, 1999. – 304 с.

4.  Осипова системы и экологический риск: Учебное пособие. Ч.1. – Томск: Изд-во ТПУ, 20с.

5.  Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски / , , – М.: «Деловой экспресс», 2001. – 344 с.

6.  Хоружая экологической опасности. – М.: Книга-сервис, 2002. – 208 с.

Программа составлена на основе ГОС ВПО по направлению 022000 «Экология и природопользование», утвержденного 29 марта 2010 г., № 000

Автор:

Программа одобрена на заседании кафедры ГЭГХ ИПР

(протокол № ____ от «___» _______ 2011 г.).

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ИПР

___________

«___» ____________201__ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 022000 ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: геоэкология

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): магистр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 20__ г.

КУРС 1; СЕМЕСТР 2

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 2

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Компьютерные технологии и статистические методы в экологии и природопользовании»

КОРЕКВИЗИТЫ: «Эколого-геохимическое картографирование»

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции	9	часа (ауд.)
Лабораторные занятия	36	часов (ауд.)
Практические занятия	-	часов (ауд.)
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ	45	часов
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА	54	часов
ИТОГО	99	часов
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ	очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЗАЧЕТ, ДИФзАЧЕТ В 2 СЕМЕСТРЕ

Обеспечивающая кафедра: «Геоэкологии и геохимии»

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: д. г.-м. н., профессор

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: д. г.-м. н., профессор

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: к. г.-м. н., доцент

2011г.

1. Цели освоения дисциплины

Цель преподавания дисциплины заключается в подготовке высококвалифицированных специалистов, владеющих основами современных компьютерных технологий в области компьютерной обработки эколого-геохимической информации и математического моделирования геохимического воздействия техногенных систем.

Основными задачами при изучении дисциплины являются:

- выработать умение чёткой формулировки задачи, составления цифровых баз и выборок эколого-геохимических данных, подготовки данных для их обработки;

- получить навыки использования программных средств обработки эколого-геохимической информации при решении геоэкологических задач;

- научить общим принципам выполнения интерпретации результатов эколого-геохимических исследований.

2. Место дисциплины в структуре ООП

«Компьютерные технологии в обработке геолого-геохимической информации» относятся к дисциплинам профессионального цикла (М2.В3) и опирается на освоенные знания и умения, полученные при изучении дисциплин общенаучного цикла («Компьютерные технологии и статистические методы в экологии и природопользовании»).

Кореквизитами для дисциплины являются дисциплина практики и научно-исследовательской работы: «Эколого-геохимическое картографирование».

3. Результаты освоения дисциплины

После изучения данной дисциплины студенты приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы. Соответствие результатов освоения дисциплины «Компьютерные технологии обработки эколого-геохимической информации» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице 1.

Таблица 1

Коды формируемых компетенций и результаты их освоения

Формируемые компетенции в соответствии с ООП*	Результаты освоения дисциплины
ОК-4	В результате освоения дисциплины студент должен обладать следующими общекультурными компетенциями: - владение методами оценки репрезентативности (от фр. материала, объема выборок при проведении количественных исследований, статистическими методами сравнения полученных данных и определения закономерностей.
ПК-4	В результате освоения дисциплины студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями: в научно-исследовательской деятельности: - использованием современных методов обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований.

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в ФГОС ВПО по направлению подготовки магистров по направлению 022000 «Экология и природопользование»

12.  Структура и содержание дисциплины

12.1.  Содержание разделов дисциплины.

Лекции.

Раздел 1. Специфика влияния природных образований, геологических процессов и техногенного воздействия на особенности геохимического поля.

Изменчивость и сложность строения геологических образований. Сложность причинно-следственных связей природных явлений. Длительность геологических процессов, масштабность и ограниченная доступность геообъектов для изучения. Геосистемы (ГС). Динамические и статические ГС. Элементы систем. Разномасштабность и многоуровневый характер систем. Системный подход в изучении ГС. Границы систем. Открытые и закрытые ГС.

Методы изучения ГС. Выборочный метод, как основа изучения. Соответствие истинных свойств объекта и свойств, изученных на основании выборки. Основные факторы, влияющие на степень соответствия (расположение, густота, общее количество наблюдений, методика опробования, способы измерения свойств). Основные системы расположения наблюдений (случайное, равномерное, многостадийное). Истинные и наблюдаемые свойства природных и техногенных систем, погрешности. Характер эколого-геохимической информации. Статическое и динамическое моделирование. Модели детерминированные и статистические. Модели, использующие математический аппарат теории вероятности и математической статистики, и модели, рассматривающие свойства объектов, как пространственные переменные.

Формулировка задачи, определение совокупности, выявление главных свойств, переход к выборочной совокупности, выбор типа математической модели, формулировка математической задачи, выбор метода решения задачи, решение математической задачи, интерпретация полученных результатов, оценка вероятности и величины возможной ошибки.

Раздел 2. Применение ПЭВМ при обработке эколого-геохимической информации.

Автоматизация первичной обработки эколого-геохимических данных. Решение геоэкологических задач с помощью ПЭВМ. Автоматизированные системы обработки эколого-геохимических данных. Примеры обработки эколого-геохимической информации с помощью компьютерных технологий.

Лабораторные работы.

Лабораторная работа 1. Составление баз данных, выборок, подготовка эколого-геохимических данных для математической обработки, пространственная привязка данных.

Лабораторная работа 2. Выбор информативных эколого-геохимических показателей состояния окружающей среды на основе анализа статистических параметров распределения эколого-геохимических данных с использованием программных продуктов STATISTICA и Exel.

Лабораторная работа 3. Оценка характера и силы взаимосвязи эколого-геохимических показателей на основе регрессионного анализа, изучения корреляционных зависимостей (парная, ранговая корреляция, кластерный анализ).

Лабораторная работа 4. Оценка характера и силы взаимосвязи эколого-геохимических показателей на основе факторного анализа.

Лабораторная работа 5. Знакомство с программой Golden Surfer. Требования к параметрам GRID в зависимости от геометрии сети и масштаба опробования.

Лабораторная работа 6. Построение карт изменения эколого-геохимических данных с использованием различных способов интерполяции.

Лабораторная работа 7. Цифровая фильтрация данных, поверхности тренда.

Лабораторная работа 8. Математические и статистические операции с GRID.

Лабораторная работа 9. Статистическая обработка и визуализация эколого-геохимических данных в ArcGis.

Лабораторная работа 10. Анализ структуры геохимического поля, интерпретация эколого-геохимических данных.

12.2.  Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения

№	Название раздела/темы	Аудиторная работа (час)	СРС (час)	Итого	Формы текущего контроля и аттестации
Лекции	Лаб. зан.
36	Специфика влияния природных образований, геологических процессов и техногенного воздействия на особенности геохимического поля.	5	18	30	53	Тестовый опрос
37	Применение ПЭВМ при обработке эколого-геохимической информации.	4	14	24	42	Проверочная контрольная работа
38	Защита курсовых работ		4		4	Отчет по курсовой работе
39	Итоговая аттестация					зачет
	Итого				99

12.3.  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.

№	Формируемые компетенции	Разделы дисциплины
1	2
1.	ОК-4	х	х
2.	ПК-4	х	х

5. Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности студентов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.

Методы и формы активизации деятельности	Виды учебной деятельности
ЛК	Лабораторная работа	СРС
Дискуссия	х	х
Командная работа		х	х
Опережающая СРС		х	х
Индивидуальное обучение		х	х
Обучение на основе опыта	х	х
Проблемное обучение		х	х
Поисковый метод			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, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;