РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_________________________

__________ _____________ 2011г.

Хаос и самоорганизация на уровне организма (экосистем)

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ В АНТРОПНОМ МИРЕ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020400.68 Биология; Профиль: «Экология человека». форма обучения – очная

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы _____________________ //

«______»___________2011 г.

Рассмотрено на заседании кафедры анатомии и физиологии человека и животных («__» _______ 2011 протокол № __) Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 13 стр

Зав. кафедрой ________________//

«___»__________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании УМК биологического отделения ИМЕНиИТ «__» ______________2011 протокол №___

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК ______________________//

«______»_____________2011 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_____________//

«______»_____________2011 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра анатомии и физиологии человека и животных

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

ТЕОРИЯ КАТАСТРОФ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020400.68«Биология», профиль «Экология человека», форма обучения – очная

Тюменский государственный университет

2011

Белкин катастроф. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020400.68 «Биология», профиль «Экология человека», форма обучения - очная. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2011, 13 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Возрастная физиология [электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www. *****., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой анатомии и физиологии человека и животных. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: , д. м.н., профессор, заведующий кафедрой анатомии и физиологии человека и животных

© Тюменский государственный университет, 2011.

© 2011.

ТЕОРИЯ КАТАСТРОФ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020400.68 Биология. Профиль «Экология человека», форма обучения – очная

Подписано в печать __________ г. Тираж _______экз.

Объем _______ п. л. Формат 60х84/16 Заказ № ________

Издательство Тюменского государственного университета

г. Тюмень, Семакова, 10

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:

1.  Пояснительная записка:

1.1.  Цели и задачи дисциплины

Цель: ознакомление студентов с современными методами моделирования и анализа сложных систем на примерах физических, экологических и биологических систем

Задачи: Знание современных вычислительных методов и умение моделировать биологические системы и процессы является необходимым элементом фундаментального образования студентов по специальности «Экология человека». Широкие возможности численных и аналитических вычислений пакетов прикладных программ, таких как Mathematica, Mathcad, Maple, позволяют рассмотреть наряду с традиционными методами целый ряд современных подходов к моделированию и анализу сложных систем. К последним относятся нейросетевое моделирование, теория оптимизации, прикладная теория катастроф и др. Изучение данной дисциплины способствует более глубокому пониманию студентами теории бифуркаций, фазовых переходов и критических явлений, теории нелинейных явлений и др.

Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

Цикл М3.Дисциплина по выбору.

Содержание дисциплины: Теория бифуркаций и катастроф. Динамический (детерминированный) хаос. Моделирование в биологии. Теория особенностей Уитни. Машина катастроф Зимана. Критические точки и критические значения. Бифуркации положений равновесия. Потеря устойчивости равновесных и автоколебательных режимов. Каустики, волновые фронты и их метаморфозы. Коразмерность и деформации. Геометрия каспоидных катастроф. Примеры катастроф.

Содержание данной дисциплины необходимо для освоения следующих дисциплин – Физиология экстремальных состояний, Физиологические регуляции; координация и адаптация физиологических функций к различным условиям внешней среды.

В качестве предпосылочных знаний для освоения данной дисциплины необходимы: Биофизика, Математика, Физиология человека, Биохимия и молекулярная биология, Генетика. Физиология высшей нервной деятельности.

1.2.  Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: ПК-10, ПК-11, ПК-12, ПК-13.

глубоко понимает и творчески использует в научной и производственно-технологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин магистерской программы (ПК-10);

умеет планировать и реализовывать профессиональные мероприятия (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-11);

применяет методические основы проектирования и выполнения полевых и лабораторных биологических и экологических исследований с использованием современной аппаратуры и вычислительных комплексов (в соответствии с целями магистерской программы), генерирует новые идеи и методические решения (ПК-12);

самостоятельно использует современные компьютерные технологии для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности, для сбора и анализа биологической информации (ПК-13)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

—  овладеть современными методами моделирования сложных систем,

—  получить практические навыки анализа эволюции последних в зависимости от изменения внешних параметров,

—  получить представление о перспективных направлениях работ в области моделирования сложных систем.

Студент должен знать и уметь:

- основные понятия и методы теории катастроф, аналитические, а также численные методы решения прикладных задач, включая методы оптимизации;

- самостоятельно разбираться в математическом аппарате, содержащемся в специальной литературе;

- находить метод решения задачи и доводить его до практически приемлемого результата.

Студент должен иметь навыки:

- анализа термодинамических потенциалов, описывающих фазовые переходы нулевого, первого и второго рода по классификации Эренфеста.

2.  Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр 2. Форма промежуточной аттестации - экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы или 144 часа

3.  Тематический план.

Таблица 1.

Тематический план

№

Тема

Недели сем.

Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.

из них в интерактивной форме, в часах

Формы контроля

Лекции

Семинарск. (практич) занятия

Самост. работа

1

2

3

4

5

6

8

9

1

Предмет, задачи и методы возрастной физиологии, роль воды.

1

1

2

4

1

2

Физико-химические свойства тканей и жидкостей организма

2

1

2

2

1

3

Питание и пищеварительная система

3-4

1

2

4

1

4

Внешнее и внутреннее дыхание

5

1

2

4

2

5

Экскреторные механизмы

6-7

1

2

4

1

6

Температурная регуляция организма

8-9

1

2

2

7

Мембрана

10

1

2

4

2

8

Рецепторы и их функция

11

1

2

4

9

Центральная нервная регуляция функций

12

1

2

4

2

10

Мышечные и немышечные формы движения

13

1

2

4

11

Циркуляция жидкостей, крови, лимфы

14

1

2

6

2

эссе

12

Интегративная роль эндокринной системы

15

1

2

6

4

Контрольная работа

Итого (часов)

12

24

48

зачет

Из них в интерактивной форме

14

6

20

Таблица 2

Планирование самостоятельной работы студентов

№

Модули и темы

Виды СРС

Неделя сем.

Объем часов

Обязательные

Дополнительные

1

Предмет, задачи и методы возрастной физиологии, роль воды.

подготовка к семинару Знакомство с содержанием электронных источников (по теме).

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы

1

4

2

Физико-химические свойства тканей и жидкостей организма

подготовка к семинару Знакомство с содержанием электронных источников (по теме).

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной и дополнительной литературы

2

2

3

Питание и пищеварительная система

Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару. Знакомство с содержанием электронных источников (по теме)

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы

3-4

4

4

Внешнее и внутреннее дыхание

Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару по теме

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы

5

4

5

Экскреторные механизмы

подготовка к семинару по теме. Знакомство с содержанием электронных источников (по теме)

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы. Подготовка доклада и презентации по теме

6-7

4

6

Температурная регуляция организма

Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару по теме

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы. Подготовка доклада и презентации по теме

8-9

2

7

Мембрана

Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару по теме

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы. Подготовка доклада и презентации по теме

10

4

8

Рецепторы и их функция

Подготовка к научной дискуссии. Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару по теме

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы. Подготовка доклада и презентации по теме

11

4

9

Центральная нервная регуляция функций

Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару по теме

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы. Подготовка доклада и презентации по теме

12

4

10

Мышечные и немышечные формы движения

Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару по теме

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы. Подготовка доклада и презентации по теме

13

4

11

Циркуляция жидкостей, крови, лимфы

подготовка к семинару по теме. Подготовка к эссе, Знакомство с содержанием электронных источников (по теме)

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы

14

6

12

Интегративная роль эндокринной системы

Выполнение контрольных работ по теме. Самостоятельное изучение темы с использованием основной лит-ры. подготовка к семинару по теме, подготовка к научной дискуссии

Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы Составление презентации (по выбору)

15

6

ИТОГО

48

4.  Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

Физиология экстремальных состояний

+

+

+

+

3

Физиологические регуляции; координация и адаптация физиологических функций к различным условиям внешней среды

+

+

+

+

+

+

4

Влияние природных и социальных факторов на респираторную систему

+

+

+

+

+

5

Донозологическая диагностика

+

+

+

+