Основные принципы функционирования биологических систем и научное мировоззрение

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы

«Московский городской педагогический университет»

Институт естественных наук

Кафедра биологии животных и растений

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Учебной дисциплины

Основные принципы функционирования биологических систем

и научное мировоззрение

Направление подготовки

050100 Педагогическое образование

Профиль

«Биологическое образование»

Квалификация (степень) выпускника – магистр

Нормативный срок освоения программы – 2 года

Форма обучения - очная

Москва 2013

Программа составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки Направление подготовки 050100 Педагогическое образование, Профиль «Биологическое образование»

Разработчик:

ИЕН ГБОУ ВПО МГПУ, Зав. Кафедрой, проф.

Рецензенты:

ИЕН ГБОУ ВПО МПГУ, доц.

ИЕН ГБОУ ВПО МГПУ, доц.

Программа одобрена на заседании кафедры биологии животных и растений

Протокол № ______ от «_____» 2013 г.

Зав. кафедрой: профессор

© ГБОУ ВПО МГПУ, 2013

© Кафедра биологии животных и растений, 2013

1. Цель и задачи освоения дисциплины:

Цель: Главной целью освоения дисциплины «Основные принципы функционирования биологических систем и научное мировоззрение» является формирование у магистрантов научных знаний и представлений об основных принципах существования биологических систем как основе современного научного мировоззрения.

Задачи дисциплины:

- дать понятие магистрантам о трёх типах физических систем,

- ознакомить магистрантов с основными принципами функционирования биологических систем,

- сформировать у магистрантов представление о биосфере как экологической системе планетарного масштаба,

- сформировать современное представление о структуре биосферы и функциях «живого вещества» биосферы,

- познакомить с современными взглядами на информационную структуру биосферы,

- дать представление о гомотипических и гетеротипических коакциях.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Основные принципы функционирования биологических систем и научное мировоззрение» входит в состав вариативной части профессионального цикла дисциплин ООП магистратуры.

Освоение дисциплины базируется на знаниях студентов по общей экологии, теории эволюции, зоологии беспозвоночных и зоологии позвоночных, биогеографии (раздел «Зоогеография»), полученных во время обучения в бакалавриате.

Дисциплина «Основные принципы функционирования биологических систем и научное мировоззрение» является базисом проведения научных исследований в различных областях биологической науки. В процессе ее прохождения у магистрантов формируется современное научное мировоззрение.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

-  владение знаниями о закономерностях развития и единства органического мира (СК-1);

-  владение знаниями о разнообразии и функционировании биологических систем всех уровней (СК-3);

-  владение экосистемным научным мировоззрением на основе фундаментальных и прикладных знаний о единстве организмов и среды обитания (СК-4).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

-  основные принципы функционирования биологических систем;

-  основные свойства и функции живого вещества биосферы, как планетарной биологической системы открытого типа;

-  информационную структуру биосферы;

-  гомотипические (внутривидовые) коакции;

-  гетеротипические (межвидовые) коакции;

Уметь:

-  оценивать каналы, по которым осуществляются информационные связи между биологическими системами;

-  оценивать типы биотических отношений гомотипического и гетеротипического уровня;

-  составлять принципиальные схемы биотических отношений;

-  представить результаты своей исследовательской деятельности на конференции или в публикации;

-  приобретать самостоятельно недостающие знания и умения с помощью изучения современных монографий и научных статей;

- использовать полученные знания в педагогической практике и научной работе.

Владеть:

-  навыками составления схем различных типов биотических отношений;

-  навыками оценки гомотипических и гетеротипических реакций;

-  современным научным языком и терминологией в области общей экологии.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего 3 часов/ 108 зачетных единиц	Семестры
1
Аудиторные занятия (всего)	32	32
В том числе:
Лекции	12	12
Практические занятия (ПЗ)	20	20
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)	76	76
В том числе:
Указываются виды самостоятельной работы
Подготовка к коллоквиуму	8	8
Подготовка реферата	8	8
Подготовка мультимедийной презентации	6	6
Изучение гомо - и гетеротипических коакций	9	9
Освоение тем, выносимых на самостоятельное изучение	9	9
Вид промежуточной аттестации – зачёт	36	36
Общая трудоемкость часы 3/ 108 зачетные единицы	108 / 3	108

(Виды учебной работы указываются в соответствии с учебным планом)

5. Структура и содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (элемента модуля)	Лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия	Семинары	СРС	Всего
1	Модуль 1. Основные представления о биосфере, как системе открытого типа	2	2			12	16
2	Модуль 2. Учение о «живом веществе» биосферы	2	4			16	22
3	Модуль 3. Понятие об информационной структуре биосферы	4	6			18	28
4	Модуль 4. Гомотипические коакции	2	4			14	20
5	Модуль 5. Гетеротипические коакции	2	4			16	22
		12	20			76	108

5.2. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (элемента модуля)	Содержание раздела
1	Модуль 1. Основные представления о биосфере, как системе открытого типа	Представление о физических системах закрытого, полуоткрытого и открытого типов. Схемы систем. Обмен веществом, энергией и информации между физическими (в т. ч. биологическими) системами. Принципы функционирования биологических систем. Биосфера как экологическая (биологическая) система планетарного масштаба. Представления о биосфере Э. Зюсса (1875) и (1926) о биосфере. Различия во взглядах. Современная формулировка понятия «биосфера».
2	Модуль 2. Учение о «живом веществе» биосферы	Учение о свойствах и функциях «живого вещества» биосферы. Представление о «плёнках» и «сгущениях» живого вещества биосферы. Представления о происхождении «живого вещества» биосферы. Понятие о «всюдности» жизни. Функции «живого вещества»: концентрационная («уход в геологию»), рассеивающая, газовая, транспортная и др.
3	Модуль 3. Понятие об информационной структуре биосферы	Закон Винера-Шеннона-Эшби – закон необходимого разнообразия. Информационная ёмкость биосферы. Учение (1972) о биологическом сигнальном поле. Теория «информационного центра» (Ward, Zahavi 1973). Понятие об информационном фоне биосферы. Оптический (визуальный), аудио, ольфакторный, тактильный и другие каналы, по которым осуществляется процесс коммуникации между животными.
4	Модуль 4. Гомотипические коакции	В 1939 году учёные Клементс и Виктор Шелфорд для обозначения взаимодействий между различными организмами ввели в науку термин «коакции» (т. е. взаимодействия). Выделяют 2 типа взаимодействий, или коакций: 1) Гомотипические реакции – взаимодействия, осуществляемые между особями одного вида, т. н. внутривидовые отношения и 2) Гетеротипические реакции – взаимодействия между особями разных видов, или межвидовые отношения. Гомотипические реакции: 1) эффект группы; 2) эффект массы, или массовый эффект; 3) внутривидовая конкуренция.
5	Модуль 5. Гетеротипические коакции	Гетеротипические реакции: симбиозы и антибиозы. Симбиозы: мутуализмы (протокооперация, факультативный и облигатный мутуализмы), комменсализмы (Форезия – перенос одного организма другим. Сотрапезничество (нахлебничество) – нахлебник кормится остатками трапезы другого организма. Синойкия (квартиранство) – комменсал обитает в жилище хозяина (в норах, гнёздах). Постоянные сожители – нидиколы. Паройкия – рыбки Amphiprion находят защиту среди щупалец крупных актиний. Актинии питаются остатками трапезы рыбок. Инквилинизм – инквилин (пришелец), проникает в жилище хозяина и обычно уничтожает его (практически, паразитизм). Личинки наездников сначала высасывают личинок-галлообразователей, а затем питаются стенками галла. Эпиойкия – комменсал (эпиойк) обитает на поверхности тела другого организма, не нанося ему вреда. Сосущая инфузория Dendrocometes paradoxus живёт на жаберных лепестках бокоплавов и питается другими инфузориями. Переходная стадия к паразитизму. Эпибиоз – вариант факультативной эпиойкии.Энтойкия – энтойк обитает в теле хозяина. Рыбки Carapus находят убежище в клоаке голотурий (морские огурцы – иглокожие), но кормятся рачками во внешней среде. Переходная стадия к паразитизму) и др. Антибиозы: хищничество, формы паразитизма.

5.3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе освоения дисциплины (дисциплинарного модуля)

Наименование дисциплинарного модуля	Количество часов/ зачетных единиц	Формируемые компетенции	Общее количество компетенций
Модуль 1. Основные представления о биосфере, как системе открытого типа	16		СК-1		СК-4				2
Модуль 2. Учение о «живом веществе» биосферы	22		СК-1	СК-3	СК-4				3
Модуль 3. Понятие об информационной структуре биосферы	28		СК-1		СК-4				2
Модуль 4. Гомотипические коакции	20		СК-1	СК-3	СК-4				3
Модуль 5. Гетеротипические коакции	22		СК-1	СК-3	СК-4				3

Примечание: В данном пункте программы (или в приложении, поддерживающем данный пункт программы) рекомендуется разместить матрицу соотнесения тем/разделов учебной дисциплины/модуля и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций.

Сумма компетенций и их элементов, предлагаемых к формированию по каждой теме/разделу, и соотнесенная с часами на изучение данной темы/раздела, позволяет оценить реальность формирования компетенций и скорректировать распределение часов.

6. Образовательные технологии

Вид занятия (лекционное, практическое, лабораторное)	Тема занятия	Образовательные технологии (в том числе интерактивные)	Объем, ауд. часов/в том числе в интерактивной форме
Лекционные занятия
Лекционное	Основные представления о биосфере, как системе открытого типа	Вводная, информационная, проблемная, межпредметная	2/1
Лекционное	Учение о «живом веществе» биосферы	Проблемная, межпредметная лекция-визуализация	2/1
Лекционное	Понятие об информационной структуре биосферы	Программная, межпредметная, лекция-визуализация	4/2
Лекционное	Гомотипические коакции	Программная, лекция-визуализация	2/1
Лекционное	Гетеротипические коакции	Проблемная, лекция-визуализация	2/1
Практические занятия
Практическое	Основные представления о биосфере, как системе открытого типа	Доклады, компьютерные презентации, дискуссия	2/2
Практическое	Учение о «живом веществе» биосферы	Доклады, компьютерные презентации, дискуссия	4/2
Практическое	Понятие об информационной структуре биосферы	«Мозговой штурм», работа в малых группах	6/4
Практическое	Гомотипические коакции	Доклады, компьютерные презентации, дискуссия	4/2
Практическое	Гетеротипические коакции	Доклады, компьютерные презентации, дискуссия	4/2

(Указываются образовательные технологии, используемые при реализации различных видов учебной работы. В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных ситуаций, психологические и иные тренинги) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. В рамках учебных курсов должны быть предусмотрены встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

Примечание: Согласно закону РФ «О высшем и послевузовском профессиональном образовании», преподаватели вуза имеют право «выбирать методы и средства обучения, наиболее полно отвечающие их индивидуальным особенностям и обеспечивающие высокое качество учебного процесса» (ст. 20).

Рейтинговая оценка знаний обучающихся

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт естественных наук

Кафедра биологии животных и растений

Наименование дисциплины / курса	Уровень образования	Статус дисциплины в рабочем учебном плане	Количество зачетных единиц	Форма отчетности	Курс, семестр
Основные принципы функционирования биологических систем и научное мировоззрение	магистратура	Цикл профессиональных дисциплин	3	Зачёт	2 курс, 3 семестр

	Смежные дисциплины по учебному плану (магистратура):
	Современные проблемы науки и образования, Современные проблемы зоологической науки и образования, Актуальные проблемы филогении в биологическом образовании
БАЗОВЫЙ МОДУЛЬ (проверка знаний и умений по дисциплине: Основные принципы функционирования биологических систем и научное мировоззрение)
Тема или задание текущей аттестационной работы	Виды текущей аттестации	Аудиторная или внеаудиторная	Минимальное количество баллов	Максимальное количество баллов
Лекции:
Посещение лекций	Отметка в журнале	Аудиторная	6	12
Практические занятия
Посещение практических занятий	Отметка в журнале	Аудиторная	10	20
Контрольные работы:
Представления о структуре биосферы	Контрольная работа	Аудиторная	3	10
«Живое вещество» биосферы	Контрольная работа	Аудиторная	2	10
Информационная структура биосферы	Контрольная работа	Аудиторная	4	10
Гомотипические коакции	Контрольная работа	Аудиторная	3	11
Гетеротипические коакции	Контрольная работа	Аудиторная	3	12
Зачёт	Зачёт	Аудиторная		15
Итого:	31	100

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ
Тема или задание текущей аттестационной работы	Виды текущей аттестации	Аудиторная или внеаудиторная	Минимальное количество баллов	Максимальное количество баллов
Презентации по темам лекционного курса	Презентация	Аудиторная	1	5
Комплексный тест по тематике курса	Тестирование	Аудиторная	1	5
Итого:	2	10

Необходимый минимум для допуска к промежуточной аттестации 31 балл.

Дополнительные требования для студентов, отсутствующих на занятиях по уважительной причине: устное собеседование с преподавателем по проблемам лекционного курса и семинарских занятий, обязательное выполнение внеаудиторных контрольных и письменных работ, обязательное выполнение двух любых заданий из дополнительного модуля (по выбору преподавателя), представление конспектов лекций, материалов семинаров.

Форма прохождения промежуточной аттестации: экзамен. Зачетный балл - 15.

ФИО преподавателя:

Утверждено на заседании кафедры биологии животных и растений 2013 г. Протокол № 1

Зав. кафедрой __________________

7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

7.1. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий

для самостоятельной работы по разделам курса

Модуль 1. Основные представления о биосфере, как системе открытого типа

Примерные вопросы к зачёту:

1. Введение термина «биосфера»

2. Зюсса (1875) о биосфере

3. Представления (1926) о биосфере

4. Типы физических систем

5. Биосфера как открытая система.

6. Закон Винера-Шеннона-Эшби

Модуль 2. Учение о «живом веществе» биосферы

6. Определение «живого вещества»

7. Свойства «живого вещества»

8. Основные функции «живого вещества» в биосфере

9. Рассеивающая и транспортная функции

10. Концентрационная функция «живого вещества»

11. «Плёнки» и «сгущения» живого вещества

Модуль 3. Понятие об информационной структуре биосферы

12. Современная формулировка термина «биосфера»

13. Учение (1972) о биологическом сигнальном поле.

14. Теория информационного центра (Ward, Zahavi 1973)

Модуль 4. Гомотипические коакции

15. Типы биотических отношений

16. Эффект группы

17. Эффект массы

18. Внутривидовая конкуренция

Модуль 5. Гетеротипические коакции

19. Симбиозы и антибиозы.

20. Формы мутуализма

21. Формы комменсализма

22. Формы паразитизма

23. Отношения «хищник – жертва»

24. Межвидовая конкуренция

25. Кормовые ассоциации как одна из форм мутуализма

26. Эволюция биотических отношений.

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (дисциплинарного модуля):

а) основная литература:

Актуальные проблемы биологии, экологии и методик обучения (сборник статей). Саранск, 2012.

Вернадский . [Издания 2000-х гг.]

Эволюционный процесс. М.: Мир, 1991.

Наумов сигнальные поля. М.: МГУ, 1972.

Эволюционная экология. М.: Мир, 1981.

Проблемы эволюции птиц: систематика, морфология, экология и поведение. Мат-лы международной конференции памяти . М.: КМК, 2013

Северцов эволюции. М.: ВЛАДОС, 2005

Современные проблемы эволюционной биологии (сборник статей). Тт. 1-2. Брянск, 2009

Тимофеев-, Яюлоков учения о популяции. М.: Наука, 1973.

Шилов . М.: Высшая школа, 1999

б) дополнительная литература:

Эволюция организмов. М.: Мир, 1980.

Зоологический вид и эволюция. М.: Мир, 1968.

Принципы зоологической систематики. М.: Мир, 1974.

Симпсон Дж. Темпы и формы эволюции. М.: Мир, 1948.

в) Программное обеспечение.

– Microsoft Office (Word, Power Point).

г) Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

http:///tetrapodzoology/upload/2007/07/;

www. upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/thumb/

*****. wikipedia. org/wiki/

dic. *****/dic. nsf/dic_biology/624

dmb. biophys. *****/glossary? term=1‎

www. *****/use/?section=content&op=show_article&article_id...

*****/obolotchki-zemli/.../svoystva-biologitcheskih-sistem.html‎

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

В процессе преподавания дисциплины при чтении лекций и проведении практических занятий используются имеющиеся на кафедре биологии животных и растений мультимедийные средства.