Министерство образования и науки Российской Федерации
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Российский государственный гидрометеорологический университет»
в г. Туапсе
|
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Специальные главы динамической метеорологии»
по направлению (специальности) 020602 «Метеорология»
Форма обучения очная Блок дисциплин СД. ДС. Ф.5
Всего учебных занятий, (в академических часах) в том числе: аудиторных, из них: лекций практических самостоятельных (КСР) | 60 36 18 18 20(4) | |||
Отчетность Курсовой проект (работа) Экзамен | - 8 семестр | |||
Туапсе
2013г.
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВО и учебного плана Филиала РГГМУ в г. Туапсе специальности (направления) 020602 «Метеорология»
на кафедре «Метеорологии и природопользования».
Составители рабочей программы
доцент, к. т.н. _________________
(должность, ученое звание, степень) (подпись) (Ф. И. О.)
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Метеорологии и природопользования»
Протокол заседания № ___от «__»___ 20__ г.
Заведующий кафедрой
«___»________20__г. _________________
(подпись) (Ф. И. О.)
Согласовано с научно-методической комиссией
Председатель научно-методической комиссии
«___»________20__г. _________________
(подпись) (Ф. И. О.)
Выписка из ГОС ВПО по направлению подготовки дипломированного специалиста 020602 «Метеорология»:
Индекс | Наименование дисциплины и ее основные разделы | Всего часов |
СД. ДС. Ф.5 | Специальные главы динамической метеорологии: Вихрь скорости: относительный, абсолютный, переносный. Уравнение переноса вихря скорости. Определение вертикальной скорости из уравнения вихря. Турбулентность и вертикальные движения внутри фронтальной зоны – физическое описание и постановка задачи. Решение задачи о распределении скорости внутри фронтальной зоны. Вывод выражения для вертикальной скорости внутри фронтальной зоны. Система уравнений для решения задачи определения коэффициента турбулентности внутри фронтальной зоны. Решение задачи определения коэффициента турбулентности внутри фронтальной зоны и толщины слоя, охваченного турбулентностью. Упрощение уравнений движения (для горизонтальных компонент скорости) и уравнения неразрывности в теории свободной конвекции. Упрощение уравнения движения в проекции на вертикальную ось и уравнения переноса тепла в теории свободной конвекции. Преобразование системы уравнений свободной конвекции при переходе в новую систему координат для решения задачи о ветре склона. Упрощение системы уравнений в постановке модельной задачи о ветре склона. Решение задачи о ветре склона. Циркуляция по контуру. Факторы, определяющие изменение циркуляции. Влияние бароклинности на изменение циркуляции. Возникновение циркуляции по контуру, состоящему из изобар и изотерм. Возникновение циркуляции по контуру, состоящему из двух изобар и двух вертикалей. Влияние вращения Земли на изменение циркуляции по контуру. Примеры из динамики атмосферы. Изменение циркуляции по контуру под влиянием силы трения. | 60 |
1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью преподавания специальных глав динамической метеорологии является формирование у студентов глубокого понимания причин развития и особенностей динамики процессов в атмосфере.
Задачей изучения дисциплины является формирование знаний и навыков, которые могли бы служить фундаментальной основой для подготовки специалистов в области метеорологии.
1.2. Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном процессе
Курс «Специальные главы динамической метеорологии» является одним из базовых курсов в системе образования специалистов в области метеорологии.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Изучение курса «Специальные главы динамической метеорологии» базируется на знаниях полученных студентами при прохождении курсов физики, математики, механики жидкости и газа, физики атмосферы, динамической метеорологии и др.
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Знания, полученные при изучении курса «Специальные главы динамической метеорологии», завершают курс обучения специалистов в области метеорологии
2. Требования к уровню освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен
иметь представление:
о математическом моделировании атмосферных движений и процессов;
знать:
временную динамику и пространственную структуру характерных движений в атмосфере;
уметь:
- творчески осмысливать физические механизмы формирования широкого спектра атмосферных процессов;
- решать задачи, связанные с количественными оценками атмосферных движений как в рамках аналитических моделей, так и с использованием современной вычислительной техники.
3. Распределение учебных занятий по семестрам и тематический план дисциплины
Таблица 1
Распределение видов и часов занятий по семестрам
Вид занятий | Количество часов в семестр | Всего | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
Лекции Лабораторные работы Практические (семинарские) занятия Самостоятельная работа, в т. ч. - курсовой проект (работа) - экзамен (сем.) - зачет (сем.) Итого | 18 18 24 9 | 18 18 24 60 |
Таблица 2
Тематический план изучения дисциплины
№ | Наименование разделов | Количество часов | Всего часов | |||
Аудиторных | Самостоятельных (в том числе контроль | |||||
Лекции | Практ. (сем.) занятия | Лабораторные работы | ||||
1 | Вихрь скорости: относительный, абсолютный, переносный. Уравнение переноса вихря скорости. Определение вертикальной скорости из уравнения вихря. | 2 | 2 | 4 | 8 | |
2 | Турбулентность и вертикальные движения внутри фронтальной зоны – физическое описание и постановка задачи. Решение задачи о распределении скорости внутри фронтальной зоны. Вывод выражения для вертикальной скорости внутри фронтальной зоны. | 4 | 4 | 4 | 12 | |
3 | Система уравнений для решения задачи определения коэффициента турбулентности внутри фронтальной зоны. Решение задачи определения коэффициента турбулентности внутри фронтальной зоны и толщины слоя, охваченного турбулентностью. | 8 | 4 | 4 | 16 | |
4 | Циркуляция по контуру. Факторы, определяющие изменение циркуляции. | 4 | 4 | 4(2) | 12(2) | |
5 | Гравитационные волны | 4 | 4(2) | 8(2) | ||
Итого часов | 18 | 18 | 20(4) | 56(4) |
4. Содержание дисциплины
4.1. Теоретический курс
Таблица 3
Теоретический курс
Раздел, тема учебной дисциплины, | Номер лекции | Количество часов | |
лекции | СРС | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
ДЕВЯТЫЙ СЕМЕСТР Раздел 1. Вихрь скорости: относительный, абсолютный, переносный. Тема 1.1. Уравнение переноса вихря скорости. Тема 1.2. Определение вертикальной скорости из уравнения вихря. Раздел 2. Турбулентность и вертикальные движения внутри фронтальной зоны Тема 2.1. Физическое описание и постановка задачи. Тема 2.2. Решение задачи о распределении скорости внутри фронтальной зоны. Тема 2.3. Вывод выражения для вертикальной скорости внутри фронтальной зоны. Тема 2.4. Система уравнений для решения задачи определения коэффициента турбулентности внутри фронтальной зоны. Решение задачи определения коэффициента турбулентности внутри фронтальной зоны и толщины слоя, охваченного турбулентностью. Раздел 3. Система уравнений свободной конвекции Тема 3.1. Упрощение уравнений движения (для горизонтальных компонент скорости) и уравнения неразрывности в теории свободной конвекции. Тема 3.2. Упрощение уравнения движения в проекции на вертикальную ось и уравнения переноса тепла в теории свободной конвекции. Тема 3.3. Преобразование системы уравнений свободной конвекции при переходе в новую систему координат для решения задачи о ветре склона. Упрощение системы уравнений в постановке модельной задачи о ветре склона. Решение задачи о ветре склона. Раздел 4. Циркуляция по контуру. Тема 4.1. Циркуляция по контуру. Факторы, определяющие изменение циркуляции. Влияние бароклинности на изменение циркуляции. Возникновение циркуляции по контуру, состоящему из изобар и изотерм. Возникновение циркуляции по контуру, состоящему из двух изобар и двух вертикалей Тема 4.2. Влияние вращения Земли на изменение циркуляции по контуру. Примеры из динамики атмосферы. Изменение циркуляции по контуру под влиянием силы трения. Итого | 1 2,3 4,5 6,7 8,9 | 1 1 1 1 1 1 2 2 4 2 2 18 | 2 2 2 2 2 2 2 |
4.2. Практические (семинарские) занятия
Таблица 4
Номер заня тия | Наименование темы | Номер раздела, тема дисциплины | Формы контроля выполнения работы* | Объем в часах | |
Ауди-торных | СРС | ||||
1 | Вихрь скорости: относительный, абсолютный, переносный. Вертикальная скорость в свободной атмосфере | Раздел 1. Темы 1.1.; 1.2. | Контрольное задание | 2 | 2 |
2 | Вертикальная скорость на поверхности раздела | Раздел 2. Тема 2.3. | Контрольное задание | 2 | 2 |
3 | Турбулентность внутри фронтальной зоны | Раздел 2. Тема 2.4. | Контрольное задание | 4 | 2 |
4 | Турбулентность в струйном течении | Раздел 2. Тема 2.4. | Контрольное задание | 4 | 2 |
5 | Бризовая циркуляция | Раздел 4. Тема 4.2. | Контрольное задание | 4 | 2(2) |
6 | Гравитационные волны | Контрольное задание | 2 | 2(2) | |
Итого | 15 | 12(4) |
4.3. Лабораторные занятия
Лабораторные занятия учебным планом не предусмотрены.
4.4. Курсовой проект (работа)
Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.
4.5. Самостоятельная работа студентов
Таблица 6
Программа самостоятельной работы студентов
Номера | Виды СРС | Сроки выполнения | Формы конт-роля СРС | Объём, |
Раздел 1. Тема 1.2. | Решение задач и упражнений | В течение недели после тематической лекции | Контрольное задание | 2 |
Раздел 2. Тема 2.1., 2.3., 2.4. | Решение задач и упражнений | В течение недели после тематической лекции | Контрольное задание | 6 |
Раздел 3. Тема 3.1., 3.2., 3.3. | Решение задач и упражнений | В течение недели после тематической лекции | Контрольное задание | 6 |
Раздел 4. Тема 4.1., 4.2., 4.3., 4.4. | Решение задач и упражнений | В течение недели после тематической лекции | Контрольное задание | 6 |
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
5.1. Перечень рекомендуемой литературы
Основная литература:
1. Динамическая метеорология. Под ред. . – Л.: Гидрометеоиздат, 1976.
2. Задачник по динамической метеорологии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984.
3. Подольская жидкости и газа. Раздел «Геофизическая гидродинамика». Учебное пособие. – СПб.: изд. РГГМУ, 2007. – 154 с.
Дополнительная литература:
4. Монин основы геофизической гидродинамики. - Л., Гидрометеоиздат, 1988.
5. Основы динамической метеорологии. Под ред. и . - Л.: Гидрометеоиздат, 1955.
6. Радикевич метеорология для океанологов, Л. ЛГМИ, 1985.
5.2. Методические рекомендации (материалы) преподавателю
По дисциплине «Специальные главы динамической метеорологии» учебным планом предусмотрены следующие виды учебных занятий: лекции и практические занятия.
Лекции являются одним из основных методов обучения и должны решать следующие задачи:
· изложение важнейшего материала программы курса, освещающего основные моменты;
· формирование у студентов потребности к самостоятельной работе над учебной и научной литературой.
Методика чтения лекций зависит от этапа изучения предмета и уровня общей подготовки обучающихся, форма ее проведения - от характера темы и содержания материала.
Главной задачей каждой лекции является раскрытие сущности темы и анализ ее главных положений. Рекомендуется на первой лекции довести до внимания студентов структуру курса и его разделы, а в дальнейшем указывать начало каждого раздела, суть и его задачи, а, закончив изложение, подводить итог по этому разделу, чтобы связать его со следующим.
Содержание лекций определяется рабочей программой курса. Каждая лекция должна охватывать и исчерпывать определенную тему курса и представлять собой логически законченную работу.
Целями проведения практических занятий являются:
· установление связей теории с практикой в форме экспериментального подтверждения положений теории;
· обучение студентов умению анализировать полученные результаты;
· контроль самостоятельной работы студентов по освоению курса;
· обучение навыкам профессиональной деятельности.
Цели практических занятий достигаются наилучшим образом в том случае, если выполнению эксперимента предшествует определенная подготовительная внеаудиторная работа. Поэтому преподаватель должен стимулировать целенаправленную домашнюю подготовку.
Перед началом очередного занятия преподаватель должен удостовериться в готовности студентов к выполнению лабораторной работы путем короткого собеседования и проверки наличия у студентов заготовленных протоколов проведения работы.
5.3. Методические рекомендации студентам
При изучении дисциплины «Специальные главы динамической метеорологии» студент может использовать материалы, находящиеся в электронной библиотеке филиала (папка «Специальные главы динамической метеорологии»), в студенческой библиотеке филиала, а также в городской библиотеке. Кроме того, в сети интернет можно найти соответствующую информацию по многим темам курса.
Главной целью лабораторных работ является установление тесных взаимосвязей теоретического курса с практикой. При подготовке к выполнению лабораторных работ студент должен изучить теоретический материал по теме лабораторной работы и подготовить отчет по лабораторной работе.
Предварительная подготовка студента к лабораторному занятию проводится на лекциях, в процессе самостоятельной работы с обязательной и дополнительной литературой.
Значительная часть программного материала учебных дисциплин изучается студентами самостоятельно. Самостоятельная работа преследует две цели:
· научить студентов работать самостоятельно, что необходимо для развития у будущих специалистов навыков творческого мышления;
· научить студентов получать знания путем самообразования, например, в виде индивидуальной работы под руководством преподавателя.
Ниже предлагаются некоторые формы организации самообразования.
1. Изучение разделов или тем дисциплины по учебникам или учебным пособиям. Результаты этой работы проверяются по выполненным индивидуальным заданиям
2. Усвоение части лекции по раздаточному материалу, что позволяет преподавателю уделить больше внимания изложению основного материала. Результаты данной работы проверяются на соответствующих этапах рейтинг-контроля.
3. Работы с автоматизированными обучающими и контролирующими системами как в рамках лекционных занятий, так и в рамках подготовки к лабораторным работам или практическим занятиям.
4. Работа над разделами или темами дисциплины по специальной или научной литературе. Ее результаты проверяются на соответствующих этапах рейтинг-контроля.
6. Формы и методика текущего, промежуточного и итогового контроля
В соответствие с положением филиала РГГМУ в г. Туапсе «О модульной системе обучения», утвержденной ученым советом филиала 3 июля 2007 г., протокол № 15.
Основные принципы формирования рейтинговой оценки:
1. Максимальная сумма рейтинговых баллов, полученных студентом по результатам любого вида контроля и в целом по всей учебной дисциплине в семестре, составляет 100 баллов.
2. Пересчет оценки в баллах по любому виду контроля в академическую оценку осуществляется по единой методике на основе специально разработанной интервальной шкалы перевода.
3. Итоговая академическая оценка студента по дисциплине за семестр определяется общей рейтинговой оценкой. Общая рейтинговая оценка студента по учебной дисциплине за семестр складывается из накопительного рейтинга, который формируется в процессе учебной деятельности студента в семестре, и экзаменационного рейтинга (экзаменационная оценка в баллах).
В свою очередь формирование накопительного рейтинга также осуществляется по двум составляющим: текущий рейтинг (активность аудиторной и ритмичность самостоятельной работы), промежуточный рейтинг (объем и качество усвоения учебного материала модуля, оценка работы над заданиями творческой компоненты).
4. По результатам успешной и ритмичной учебной деятельности в течении семестра студентам может быть выставлена оценка по дисциплине без сдачи экзамена (оценка – «автомат»).
5. Формирование рейтинга студента по любой дисциплине осуществляется по единой для всего вуза методике.
КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ
ПОКАЗАТЕЛИ | КОЛ-ВО ЧАСОВ | КОЛ-ВО ТЕСТОВ, К/Р | БАЛЛЫ | ИТОГО |
Входной рейтинг | 1 | 5 | 5 | |
Посещение в т. ч. лекции практические занятия | 36 36 | 1 | 36 | |
Тесты по модулям | 3 | 15 | 45 | |
Итоговый тест | 1 | 14 | 14 | |
ИТОГО |
РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ
ПОКАЗАТЕЛИ | 60-72% «УДОВЛЕТВ.» | 73-85% «ХОРОШО» | 86-100% «ОТЛИЧНО» |
Входной рейтинг | 3 | 3,7 | 4,3 |
Посещение | 21,6 | 26,3 | 31 |
Тесты по модулям | 27 | 32,8 | 38,7 |
Итоговый тест | 8,4 | 10,2 | 12 |
Итого минимальное количество баллов | 60 | 73 | 86 |
Формы контроля усвоения разделов и тем рабочей программы, выделенных для самостоятельного изучения представлены в таблице 6 раздела 4.5.
Итоговой формой контроля по дисциплине «Специальные главы динамической метеорологии» является экзамен. При проведении зачета студенту выставляется итоговая оценка "зачтено" или "не зачтено". В качестве основы такой оценки, как правило, используются результаты текущего контроля по дисциплине (результаты выполнения контрольных работ, контрольных заданий, тестов по разделам, результативность работы на практических и семинарских занятиях).
