МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кемеровский государственный университет»
Новокузнецкий институт (филиал)
Факультет информационных технологий
Рабочая программа дисциплины
ОПД.Р.03 Учение о биосфере
Направление подготовки
020804.65 «Геоэкология»
Направленность (профиль) подготовки
Геоэкология
Квалификация (степень) выпускника
Специалист
Форма обучения
Очная
Новокузнецк, 2014
Пояснительная записка
Дисциплина «Учение о биосфере» входит в региональный компонент раздела естественнонаучных дисциплин ГОС ВПО специальности (020804) «Геоэкология».
Выписка из ГОС ВПО специальности «Геоэкология»
ОПД.Р.03
Учение о биосфере: особенность Земли как сложной системы; геохимическую роль живого вещества как биотической компоненты биосферы, глобальный масштаб биогеохимических процессов в биосферных циклах важнейших химических элементов; биогенная миграцию химических элементов
в ландшафтах; особенности влияния химических загрязнений различной
природы на отдельные организмы и на общество в целом; основы биологической продуктивности биосферы, процессы воспроизводства пищевых ресурсов человечества, развитие ноосферы, особенности населения и специфика
его взаимодействия с природной и социальной средой.
100
Актуальность курса заключается в том, что он дает представление об особенности строения, функционирования и взаимосвязей элементов важнейшей для существования человека оболочке планеты - биосфере. Без знания законов существования и развития природы, все наши усилия по охране природы направлены на борьбу с последствиями, а не с причинами, породившими
конфликт человека и природы. Следовательно, природоохранную деятельность надо начинать со
знакомства с учением В.И. Вернадского о биосфере, в котором обобщены знания об основных
механизмов функционирования живой оболочки планеты..
Место курса в структуре ООП специальности. Программа дисциплины “Учение о биосфере” является составной частью естественнонаучной подготовки геоэкологов, и направлена на
обобщение знаний по таким дисциплинам как «Биология», «География», «Учение об атмосфере»,
«Учение о гидросфере», «Геология», «Общая экология» и др.
Цель курса предлагаемой программы - формирование у студентов естественно - научного мировоззрения, целостной картины функционирования биосферы и протекающих в ней процессов.
Задачи курса:
− образовательная – актуализация и углубление знаний о структуре биосферы и общебиосферных процессах;
− развивающая – выработка умений и навыков выявления взаимосвязей и оценки состояния биосферы при решении учебных и профессиональных задач;
− воспитывающая – формирование целостного восприятия биосферы как основы среды
обитания человека и ведения хозяйственной деятельности.
Объем и сроки изучения курса. Дисциплина изучается в IV семестре студентами второго
курса специальности «Геоэкология». На изучение дисциплины по учебному плану отводится 100
часов.
Структура учебного курса. По учебному плану предусмотрено 51 час аудиторной работы.
Из них на освоение теоретической части программы отводится 34 часа. На практических занятиях (17 часов) осуществляется закрепление изученного теоретического материала посредством его
практического применения при выполнении практических заданий ( 10ч), на семинарах (7 ч). На
самостоятельную работу студентам отводится 49 часов. В эту работу входит самостоятельное
изучение отдельных тем дисциплины, выполнение самостоятельных индивидуальных заданий и
контрольной работы, написание реферата.
Объем часов по видам учебной работы
Виды занятий
Всего по учебному плану (общая трудоемкость)
Аудиторные занятия
Лекции
Практические занятия
Семинары
Другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Самостоятельное изучение тем (разделов дисциплины)
Выполнение индивидуальных заданий
Индивидуальные контрольные работы
Подготовка и защита реферата
Дневное отделение
100
51
34
10
7
49
12
15
2
20
Особенности изучения учебной дисциплины. Теоретический блок программы освещает основные объекты, явления и закономерности учения о биосфере В.И.Вернадского. В нем раскрывается значение живых организмов в развитии ландшафтов планеты, основные биогеохимические процессы, термодинамичность и уровни организации биосферы. Процесс становления ноосферы, как результата геологической мощи антропогенной деятельности раскрывается в четвертом разделе. В заключении курса студенты знакомятся с возможностями, направлениями развития и проблемами аграрного и технологического комплексов в современных экосистемах.
Формы организации учебного процесса. Для успешного овладения студентами дисциплины содержание курса представлено семью тематическими разделами, в каждом из которых последовательно чередуются такие формы организации обучения как лекционные, практические и
семинарские занятия, логическая зависимость которых направлена на осмысливание цельного
блока материалов. Практические задания направлены на закрепления у студентов основных положений теоретического курса, ознакомление со справочной литературой по гидрологии, приобретение навыков анализа материалов наблюдений и простейших гидрологических расчетов.
Для повышения познавательной активности, разработан комплекс самостоятельных заданий, который выполняется студентами индивидуально.
Виды контроля знаний студентов. Итогом изучения данной дисциплины является зачет.
Текущий контроль в течении семестра состоит защиты практических и индивидуальных работ,
реферата согласно графику СРС. Промежуточный контроль осуществляется в аттестационную
неделю по результатам работы студентов в первую половину семестра и тестового среза.
1 Учебно-тематический план рабочей программы дисциплины
Таблица 1 – Распределение учебной нагрузки по разделам курса
Название раздела
Количество часов
№
Общее
Лекции
Практика
Инд.
работа
Формы
контроля
1.
Введение. Парадигма биосферы.
26
4
2
20
УО-1,ПР-1, ПР-4
2.
Геохимия биосферы.
15
4
2
9
УО-1,ПР-1
3.
19
8
4
7
УО-1, ПР-1
10
4
4
2
УО-1, ПР-1, ПР2
5.
Биогеохимические циклы биосферы.
Термодинамика и продуктивность
биосферы.
Организованность биосферы.
6
2
2
2
УО-1, ПР-1
6.
Биосфера Земли.
13
8
2
5
УО-1, ПР-1
7.
Ноосфера.
9
4
1
4
УО-1, ПР-1
100
34
17
49
УО-3 (Зачет
4 семестр)
4.
ИТОГО:
Таблица 2 – Учебно-тематическое планирование дисциплины
Объем часов
№
1
Содержание разделов
Аудиторная работа
Практ-е
Лекции
занятия
2
3
4
Инд-я
работа
6
1 Введение. Парадигма биосферы. (26 часов)
1.1
1.2.
1.3
1.4
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
Парадигма биосферы
2
Функции и свойства биосферы
2
Семинар 1. Космологический смысл Учения о биосфере
Реферат по дисциплине
2. Геохимия биосферы (15 часов)
Классификация вещества биосферы. Геохимическая функция жи2
вого вещества
Окислительно-восстановительная зональность биосферы.
2
Сравнение свойств основных типов вещества биосферы.
Биогеохимические реакции в минералообразовании
Стабилизация химизма океана
Эволюция земной коры и верхней мантии
3. Биогеохимические циклы биосферы (19 часов)
Понятие и механизм биогеохимических циклов
2
Биогеохимические циклы основных биогенных элементов
2
Временные циклы биосферы
2
Антропогенная модификация круговоротов веществ
2
Построение схем осадочных циклов биосферы
Семинар 2. Биогеохимические процессы биосферы.
Составление схемы техногенного нарушения БГХЦ элемента
2
20
2
5
2
2
2
2
5
3.8
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
5.1
5.3
5.2
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Эволюция биологического круговорота
4. Термодинамика и продуктивность биосферы (10 часов)
Термодинамичность биосферы
2
Биологическая продуктивность биосферы
2
Энергетический баланс биосферы
Продуктивность биосферы
К.р. Термодинамика и продуктивность биосферы
5. Организованность биосферы (6 часов)
Планетарная организованность биосферы
2
Семинар 3. Организованность и механизмы функционирования
биосферы
Саморегуляция биосферы и биосферные адаптации.
6. Биосфера Земли (13 часов)
Биосфера суши
4
Биосфера Мирового океана
2
Биосфера антропогенных систем
2
Экологическая характеристика природных зон России
И.р: Составление карты ООПТ биомов суши территории России
7. Ноосфера (9 часов)
Концепция ноосферы
2
Биосферная основа современного управления ноосферой
2
Семинар 4. Устойчивое развитие биосферы.
Взаимосвязь истории природы и общества
Устойчивое развитие биосферы
34
2
2
2
2
2
2
2
5
1
17
2
2
49
2. Содержание дисциплины
2.1 Содержание частей, разделов и тем курса в последовательности, строго соответствующей структуре тематического плана.
Парадигма биосферы (26 часов)
Предпосылки и истоки учения В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере. Ламарк и Бюффон. Понятие Природы. Попытки целостного подхода к Жизни. А.Гумбольд и Г.Марш. Зюсс и термин "биосфера".
Ю.Либих и агрохимия. Открытие почвы как естественноисторического природного тела. В.В.Докучаев и
В.И.Вернадский. Д.И.Менделеев, А.Е.Бекетов и традиции русского космизма в становлении учения о
биосфере.
Биосфера - оболочка Земли. Диссимметричность биосферы. Границы биосферы. Неравномерность
распределения живого вещества в биосфере. Вертикальная и горизонтальная структуры биосферы. Эколого-биосферный регион и экосистемы (биогеоценозы). Различные подходы к понятию и структуре биосферы. Космос и биосфера. Функции и свойства биосферы. Поля: устойчивости и существования жизни. Вес
и объем биосферы.
Человек в биосфере. Создание новой ноосферной организованности. Учение В.И.Вернадского о
биосфере и ноосфере, новое научное мировоззрение.
Биохимические процессы в биосфере (15 часов)
Вещество биосферы. Семь типов вещества. Биокосное вещество и биокосные системы планеты:
почва, природные воды, атмосфера. Биогенное вещество и ископаемые продукты жизнедеятельности организмов. Косное вещество и горные породы. Рассеянное вещество и компоненты радиоактивного распада. Вещество космического происхождения. Живое и неживое - два полюса космической материи.
Живое вещество как совокупность всех организмов. Разработка В.И.Вернадским атомистического подхода к живому. Изотопы и живое вещество. Границы между живым и неживым веществом. Планетарное
значение живого вещества. Биогеохимические функции живого вещества и деятельность живых организмов. Концентрационная функция 1-го и 2-го рода.
Окислительно-восстановительные функции и окислительно-восстановительные барьеры биосферы. Органогенный парагенезис минералов.
Биогеохимические циклы биосферы (19 часов)
Понятие о биогенной миграции. Качественное различие между биогенной и физико-химической
миграцией химических элементов и соединений. Биогеохимические круговороты вещества и потоки энергии как основной механизм поддержания организованности и устойчивости биосферы. Резервный и основной фонд элементов. Пространственно-временной ряд биогеохимической цикличности. Незамкнутость круговоротов в биосфере и их планетарное значение. Скорость выхода вещества из круговоротов.
Газовые и осадочные циклы.
Примеры биогеохимических круговоротов основных биогенных элементов (воды, кислорода, углерода, серы, азота, фосфора) и химически близких элементов (натрия, лития, калия, кальция, магния,
стронция и др.) - антиподов в биогенной миграции.
Антропогенная модификация круговоротов веществ газообразного и осадочного циклов, макро- и
микроэлементов.
Биогеохимическая деятельность человека и ее геологическая роль.
Термодинамика и продуктивность биосферы (10 часов)
Основные виды энергии в биосфере (солнечная, радиоактивная, гравитационная и др.). Трансформация энергии зелеными растениями. Фотосинтез. Аккумулирование энергии живым веществом. Проявление законов термодинамики в биосфере. Свободная энергия Гиббса, энтальпия и энтропия природных
процессов. Биосфера как открытая термодинамическая система.
Биогеохимическая энергия роста и размножения. Скорость размножения различных организмов
как энергетическая константа. Давление жизни. Энергетический метаболизм и синтез полимеров в современных организмах; энергетика процессов брожения и дыхания, функция фосфатов как универсальной
энергетической "валюты" в биологических системах.
Составляющие энергетического баланса биосферы. Солнечная радиация - единственный источник
энергии, используемой живыми организмами. Радиационный баланс земной поверхности, энергетический
баланс и тепловой баланс суши и океана. Мировые карты энергетического баланса, влияние климата на
продуктивность биосферы, экологические последствия изменений климата, эволюции климата в плейстоцене. Модель ячеистой атмосферной циркуляции. Энергетический баланс и типы географической среды.
Производство энергии человеком как процесс в биосфере, основные источники энергии, эффективность
использования энергии.
Организованность биосферы (6 часов)
Концепция В.И.Вернадского о биосфере как планетарной организации, являющейся закономерной
частью космической организованности. Кибернетические принципы организации биосферы; иерархический порядок организации субординации живой природы Л.Берталанфи и общая теория систем; работы
по биокибернетике И.И.Шмальгаузена и А.Н.Колмогорова. Пространственная и временная организации
биосферы, явления симметрии в жизненных процессах. Экоинформатика и алгоритмический подход к
информации в биологических системах. Механизмы самовоспроизводства живых систем на разных уровнях системной организованности (молекулярном, клеточном, организменном, популяционном, экосистемном, биосферном). Структура биосферы на физическом, химическом и биологическом уровнях организованности. Парагенетический уровень организованности биосферы.
Представление о биогеоценотическом покрове Земли. Коэволюция атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы.
Биосфера Земли (13 часов)
Первичная продуктивность и биомасса лесов, лугов, обрабатываемых земель, морских и пресных
водоемов, болот, пустынь; годовая первичная продукция материков и океанов, биосферы в целом. Уровни
потребления, биомасса растительноядных и хищных животных.
Общая характеристика биосферы поверхности суши и основных биномов: зоны арктических пустынь, тундры, лесотундры, тайги, широколиственных и смешанных лесов, степей, лесостепей, средиземноморья, пустынь, саванн и влажных экваториальных лесов.
Общая характеристика биосферы Мирового океана.
Мировая продуктивность сельского хозяйства. Производство продуктов питания как процесс в
биосфере. Пути повышения продуктивности биосферы. Энергетическая цена индустриализации сельскохозяйственного производства. Биоэнергетический коэффициент полезного действия агропромышленного
производства. Современные сельскохозяйственные технологии и проблемы охраны окружающей среды.
Ноосфера (9 часов)
Концепции ноосферы Э.Леруа, Пьера Тейяра Де Шардена и В.И.Вернадского. Черты сходства и
различия. Материальность процесса перехода биосферы в ноосферу. Историческая неизбежность трансформации биосферы в ноосферу.
Понятие о складывающейся биосферно-ноосферной целостности. Управляющий природнонароднохозяйственный (ноосферный) комплекс и его составляющие. Природная среда (биосфера). Хозяйственная (технологическая) сфера. Социально-культурная сфера. Структурная модель ноосферного комплекса. Роль информационной составляющей. Ноосферные знания и базы данных. Биосферно-ноосферное
учение В.И.Вернадского - научный фундамент глобальной и социальной экологии. Глобальные экологические проблемы как результат нарушения сложившейся организованности биосферы.
Коэволюционный характер развития общества и природы на современном этапе развития биосферы. Повсеместный переход от промысла к хозяйствованию, максимальная утилизация солнечной энергии
и первичной продукции. Вопросы экологического прогнозирования. Экологическая оценка природной
среды и возможных антропогенных последствий в целях оптимизации биосферы. Влияние деятельности
человека на глобальные процессы и климат биосферы.
Экспоненциальный рост населения Земли и его пределы, зависимые от ограниченности ресурсов
биосферы. Прогнозы и сценарии развития мирового хозяйства и населения на ближайшие 100-200 лет.
Концепция устойчивого развития. Концепция перехода России к устойчивому развитию и механизм его
достижения. Разработка системы экологического управления. Биосфера как фундамент жизни, а не только
как поставщик ресурсов
2.2 Содержание практических и семинарских занятий (темы и планы семинарских
(практических, лабораторных) занятий, примерные задания).
Практикум по дисциплине «Учение о биосфере» состоит из четырех семинарских и пяти
занятий.
Подготовка к семинарским занятиям осуществляется по вопросам, указанным в методическом сопровождении, с использованием указанных или найденных самостоятельно информационных источников. Опрос на семинарском занятии проводится по выбору преподавателя. Отвечающий должен кратко в полном объеме раскрыть все стороны рассматриваемого вопроса. В
этом случае он получает максимальную оценку за работу на семинаре. Оценивается также дополнительная работа. Если знания студента по теме семинара не были оценены на занятии, защита семинара производится индивидуальна во время консультации преподавателя.
Практические работы выполняются согласно методическому сопровождению. Освоение
материала оценивается по работе на занятии и выполнению задания практикума и индивидуальных контрольных работ (если она предусмотрена).
Для допуска к экзамену каждый студент должен освоить и выполнить задание практикума
и защитить все семинарские занятия.
Темы практических работ.
Темы практических работ
Кол-во часов
Парадигма биосферы.
Семинар 1. Космологический смысл Учения о биосфере
2
Геохимия биосферы.
1. Сравнение свойств основных типов вещества биосферы.
2
Биогеохимические циклы биосферы.
2. Построение схем осадочных циклов биосферы.
2
3. Семинар 2. Биогеохимические процессы биосферы.
2
Поток энергии и продуктивность биосферы
4. Энергетический баланс биосферы
2
5. Продуктивность биосферы.
2
Организованность биосферы
7. Семинар 3. Организованность и кибернетика биосферы.
2
Биосфера Земли
8. Экологическая характеристика природных зон России.
2
Ноосфера. Новая эволюционная стадия биосферы
9. Семинар 4. Техногенез и устойчивость биосферы
1
ИТОГО
17
2.3 Примерная тематика рефератов, эссе, контрольных и курсовых работ.
Темы рефератов:
1. История развития представлений о биосфере.
2. Основы учения В.И.Вернадского о биосфере.
3. Функции и свойства живой материи.
4. Уникальность биосферы Земли в системе космических тел.
5. Геохронология биосферы.
6. Вещество биосферы.
7. Значение процессов дифференциации вещества в развитии биосферы.
8. Саморегулирующие процессы биосферы.
9. Роль живых организмов в формировании геологической оболочки планеты.
10. Нарушение глобального круговорота веществ.
11. Биогеоценология техногенных ландшафтов.
12. Энергетический баланс биосферы.
13. Термодинамическая машина биосферы.
14. Динамика биологической продуктивности агроценозов.
15. Динамика биопродуктивности лесного фонда России.
16. Динамика биопродуктивности северных акваторий России.
17. «Кибернетические программы» биосферы.
18. Устойчивость биосферы.
19. Информационные структуры в биосфере.
20. Экологическое моделирование в управлении биосферными процессами.
21. Ноосферная парадигма.
22. Эволюция биосферы.
23. Коэволюция человека и биосферы.
24. Биосфера и техносфера.
25. Биосфера и войны.
3. Учебно-методические обеспечение по дисциплине
3.1 Основная и дополнительная учебная литература
Основная литература
1. Учение о биосфере: учеб. пособие по дисциплине федер. компонента для студентов, обучающихся по специальностям 020801 (013100) "Экология", 020802 (013400) "Природопользование", 020804 (013600) "Геоэкология" и по направлению 020800 (511100) "Экология и природопользование" [Эл. носитель] / Л. И. Сергиенко ; Федер. агентство по образованию,
ГОУ ВПО "Волгогр. гос. ун-т", Волж. гуманитар. ин-т (Фил.) ВолГУ. Волгоград, 2005.
2. Устойчивое развитие человек и биосфера: учебное пособие для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по направлению 022000 "Экология и природопользование"[Эл.
носитель] / Ягодин Г.А., Путрова Е.Е.- "Бином. Лаборатория знаний", 2013, 109с.
Дополнительная литература
1. Еремченко О.З. Учение о биосфере: учеб. Пособие для студентов высших учебных заведений [Электронный носитель, Текст]/ О.З. Еремченко. – 2-е изд. Перераб. И доп. – М.:
Издательский центр «Академия», 2006. – 240 с.
2. Вернадский В.И. Биосфера.М.:Мысль,1967.
3. Вернадский В.И. Живое вещество.М.:Наука,1978.
4. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.М.:Наука.1965.
5. Биосфера: Сб./Под ред. М.С.Гилярова.М.:Мир.1972.
6. В.И.Вернадский и современность.М.:Наука,1986.
7. В.И.Вернадский. Очерки геохимии.М.:Наука,1983.
8. Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление.М.:Наука,1991.
9. Исаченко А.Г. Оптимизация природной среды.М.:Мысль,1980.
10. Казначеев В.П. Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере. Новосибирск:Наука,1989.
11. Камшилов М.М. Эволюция биосферы.М.:Наука,1974.
12. Каталог биосферы.М.:Мысль,1991.
13. Медоуз Д.Х.,Медоуз Д.Л.,Рандерс И. За пределами роста.М.:Прогресс;Пангея,1994.
14. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде:В 3т.М.:Прогресс;Пангея,1994.Т.1-3.
3.2 Средства обучения
Основными средствами обучения на уровне предмета являются рекомендованные учебники и
учебные пособия. В качестве дополнительных средств могут быть использованы книгипервоисточники, набор видеоматериалов из серии «National geographyс», имеющиеся на кафедре.
В качестве средств обучения непосредственно на занятиях применяется раздаточный методический материал с указанием порядка выполнения работы, иллюстрациями и заданиями.
4. Формы текущего, промежуточного и рубежного контроля
4.1 Формы и порядок проведения контроля. Критерии оценки знаний студентов.
В результате изучения курса студенты должны:
знать: этапы развития представлений о биосфере,основные постулаты Учения В.И. Вернадского о биосфере», особенность Земли как сложной системы; геохимическую роль живого вещества как биотической компоненты биосферы, глобальный масштаб биогеохимических процессов в биосферных циклах важнейших химических элементов; биогенная миграцию химических элементов в ландшафтах; особенности влияния химических загрязнений различной природы на отдельные организмы и на общество в целом; закономерности организованности биосфе-
ры, основы термодинамики и биологической продуктивности биосферы, процессы воспроизводства пищевых ресурсов человечества, этапы становления ноосферы.
уметь: определять тип вещества по классификации В.И.Вернадского, строить биогеохимические циклы важнейших элементов и определять параметры оборота вещества, рассчитывать
продуктивность естественных и антропогенных систем биосферы.
иметь навык: определения активности элемента в системе, определения продуктивности
биосферы, моделирования процессов биосферы.
Изучение материала программы рассчитано на один семестр (IV семестр) и заканчивается
зачетом. В течение семестра, для осуществления контроля планируется проведение двух тестовых «срезов», защита практических работ, вопросов семинаров, реферата.
Виды и формы контроля знаний и умений студентов
Виды контроля
Текущий
Промежуточный в семестре
Итоговый по дисциплине
Формы контроля
Защита заданий СРС
Тестирование
Зачет
Для оценки знаний и умений студентов при текущем и промежуточном контроле используется балльно-рейтинговая система. Результаты оценки текущей и промежуточной контроля позволяют студентам получить сумму баллов:
Составляющие
Текущая
деятельность
Промежуточная аттестация
ИТОГО
Сумма
баллов
Учебная деятельность
студента
Оценка
в аттестации
36
Защита практических и контрольных работ
Защита реферата
0, 1, 2
Баллы
(max за семестр)
18
0-10
10
Защита индивидуальной СРС
0, 1, 2
8
0-20
20
0-20
20
40
Тест I (проверка первого блока
теоретического материала)
Тест II (проверка второго блока
теоретического материала)
76
Для допуска к зачету необходимо набрать не менее 30 баллов за текущую учебную деятельность. Для этого студентом должны быть выполнены задания текущего контроля и зачтены
промежуточные тесты. Если студент набрал свыше 60 баллов за работу в семестре, то он получает зачет автоматом.
Зачет проводится в установленное время, в устной форме по билетам, включающим один
вопрос. На подготовку к ответу студенту выделяется не более 20 минут. Зачет выставляется, если
уровень освоения дисциплины можно оценить как отличный или хороший.
Отличным уровнем освоения дисциплины можно считать в том случае, когда студент
глубоко и прочно усвоил весь программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагает, не затрудняется с ответом при видоизменении задания, свободно справляется с задачами и практическими заданиями, правильно обосновывает принятые
решения, умеет самостоятельно обобщать и излагать материал, не допуская ошибок.
Хорошим является уровень освоения дисциплины, если студент твердо знает программный материал, грамотно и по существу излагает его, не допускает существенных неточностей в
ответе на вопрос, может правильно применять теоретические положения и владеет необходимыми умениями и навыками при выполнении практических заданий.
Удовлетворительным является уровень освоения дисциплины, при котором студент освоил только основной материал, но не знает отдельных деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушает последовательность в изложении программного материала и испытывает затруднения в выполнении практических заданий.
4.2 График самостоятельной работы
51час Аудиторная работа
Формы аудиторных учебных занятий (час.)
№
недели
1
2
3
№ и тема лекции
Введение. Парадигма биосферы.
.
Геохимия биосферы
4
5
49 часов Самостоятельная работа студентов
Виды самостоятельной учебной работы (час.)
34 часа
Лекции
17 часов
Практические занятия
2
2
Решение
практических контрольных
задач
Подготовка реферата по теме
Индивидуальные
задания
20
5
2
2
2
2
Биогеохимические циклы
биосферы.
Изучение
теоретического материала
2
6
2
7
2
8
2
2
2
2
2
5
9
2
10
Термодинамика и продуктивность биосферы.
2
11
Организованность
сферы.
2
12
13
2
2
2
2
Биосфера Земли.
2
15
2
Ноосфера.
2
5
2
17
2
био-
14
16
2
2
2
3
2
2
12
2
20
15
4.3 Вопросы и задания для индивидуальной и самостоятельной работы.
Выполнение самостоятельных работ формируется исходя из следующих требований:
- к началу экзаменационной сессии каждый студент обязан выполнить все самостоятельные
работы, предусмотренные программой курса;
- к началу аттестации студент обязан выполнить те задания самостоятельные работы, которые предусмотрены в уже пройденных темах по дисциплине.
Порядок защиты самостоятельных работ:
−
−
−
защита реферата проходит устно во время установленного практического занятия или
консультации; выбор темы реферата проводится по номеру из прилагаемого списка, совпадающего с номером зачетной книжки студента;
теоретические индивидуальные задания защищаются во время практических занятий или
на консультации;
контрольные работы сдаются на проверку преподавателю, «работа над ошибками» проводится во время еженедельных консультаций, назначаемых на кафедре.
Задание
Введение
Реферат
Кол-во
часов
Примечание
20
Геохимия биосферы.
И.р.:Биогеохимические реакции в минералообразовании
5
Стабилизация химизма океана
2
Эволюция земной коры и верхней мантии
2
Биогеохимические циклы биосферы.
И.р: Составление схемы техногенного нарушения
БГХЦ элемента
5
Эволюция биологического круговорота
2
Перельман
А.И.
Геохимия.
2-е
изд.М.:Высш.шк.,1989.
Богдановский Г.А. Химическая экология.М.:Изд.Моск.ун.,1994.
Основной учебник
Основной учебник
Ф. Рамад Основы прикладной экологии.
Основной учебник
Поток энергии и продуктивность биосферы
К.р. Термодинамика и продуктивность биосферы
2
Организованность биосферы, Биосфера Земли
2
Основной учебник
5
Электронный носитель «Особо-охраняемые
территории России»
Взаимосвязь истории природы и общества
2
Основной учебник
Устойчивое развитие биосферы
2
Основной учебник
Саморегуляция биосферы и биосферные адаптации.
Биосфера Земли
И.р: Составление карты ООПТ биомов суши территории
России
Ноосфера. Новая эволюционная стадия биосферы
49
Требования к выполнению и оформлению реферата.
Реферат выполняется студентами согласно выбранной из предложенного списка тем (см.
пункт 2.3 рабочей программы). Выбор темы реферата проводится по номеру из прилагаемого
списка, совпадающего с номером зачетной книжки студента.
Объем реферата – 10 – 15 листов формата А4 оформленных согласно требованиям ГОСТ.
В реферате должны быть выражены основные составные части: введение, основная часть, заключение, список использованных источников, приложения.
Выбранная тематика должна быть раскрыта по возможности многогранно, с использованием информационных материалов – научной литературы, публикаций в средствах массовой информации. Допускается применение электронных источников и ресурсов Интернет. В последнем
случае необходимо дать ссылку на этот источник с указанием адреса и названия сайта. Кроме работы с литературными источниками, в ходе выполнения реферата студенту необходимо сформировать и отобразить собственную точку зрения по данной проблеме.
Защита рефератов проводится до начала аттестационной недели, согласно графика СРС.
4.4 Примерный перечень вопросов к зачету.
Введение. Парадигма биосферы.
1. История развития представлений о биосфере. Основные принципы и положения учения В.И.
Вернадского о биосфере.
2. Современные направления учения о биосфере.
3. Границы биосферы и распространение живого вещества.
4. Свойства биосферы.
5. Космологический смысл учения о биосфере
Геохимия биосферы.
6. Единство и типы вещества биосферы (по В.И. Вернадскому).
7. Свойства живого вещества.
8. Дифференциация вещества. Окислительно-восстановительная зональность.
9. Геохимическая функция живого вещества.
10. Рельефо- и минералообразующая функция живого вещества.
11. Роль химических элементов в составе живого вещества.
12. Эволюция химического состава атмосферы, океана, земной коры и верхней мантии.
Биогеохимические циклы биосферы.
13. Биогенная миграция атомов и биогеохимические циклы (с решением задачи на определение
показателей БГХЦ).
14. БГХЦ кислорода.
15. БГХЦ углерода.
16. БГХЦ азота.
17. БГХЦ фосфора и серы.
18. Буферная емкость биосферы, трансформация потоков вещества проходящего через экосистемы.
19. Нарушение биогеохимических циклов.
20. Временные циклы биосферы.
21. Эволюция биологического круговорота.
Термодинамика и продуктивность биосферы.
22. Термодинамичность биосферы: виды и трансформация энергии в биосфере.
23. Основные показатели термодинамики биосферы: энтальпия, энтропия, негаэнтропия, свободная энергия.
24. Биологическая продуктивность биосферы: первичная продуктивность.
25. Биологическая продуктивность биосферы: вторичная продуктивность, Биосфера II.
Организованность биосферы.
26. Концепция Вернадского о планетарной организации биосферы.
27. Кибернетические принципы организации биосферы. Значение в развитии этого подхода работ Л.Берталнфи, И.И.Шмальгаузена, А.Н.Колмогорова.
28. Экоинформатика, экологическое моделирование и алгоритмический поход к информации в
биосистемах.
29. Саморегуляция биосферы и биосферные адаптации.
Биосфера Земли.
30. Экологическая характеристика природных зон России.
31. Характеристика биосферных зон суши: арктических пустынь, тундр.
32. Характеристика биосферных зон суши: тайги, смешанных и широколиственных лесов.
33. Характеристика биосферных зон суши: лесостепной и степной, средиземноморской.
34. Характеристика биосферных зон: полупустынь и пустынь.
35. ООПТ природных зон России.
Ноосфера.
36.
37.
38.
39.
40.
Понятие о ноосфере. Ноосферная парадигма.
Взаимосвязь истории природы и общества.
Техногенная трансформация экосистем и изменение геосфер.
Экосистемы и война.
Концепция коэволюции природы и человека. Устойчивое развитие биосферы.
4.5 Примерный перечень вариантов контрольных работ (набор заданий оформляется
отдельно, является компонентом учебно-методического комплекса по дисциплине)
Образец задания на индивидуальную работу студентов
Составить характеристику биогеохимического цикла элемента, используя таблицу:
Элемент
Резервный фонд
Ф. эл-в. питания
Ф. активных эл-в
Обменные проц-сы
Нарушение БГХЦ
Контрольная работа 1
1) Какова будет БП сообщества, если ППср= 2,4 ккал/м3 за вегетационный период, а Vводоема= 950м3.
2) Какова будет БП в сообществе, если S = 470 ккал/м2 за вегетационный период, а коэффициент увлажнения –
0,57.
3) Какова будет БП в сообществе, если S = 420 ккал/м2 за вегетационный период, а коэффициент увлажнения –
0,68.
4.6 Контрольно-измерительные материалы (перечень используемых контролирующих компьютерных программ, тестов и т.д.).
Контрольно-измерительными материалами по дисциплине, применяемыми при текущем,
промежуточном и итоговом контроле являются:
− контрольные задания по темам практических работ,
− фонд тестовых заданий по блокам тем и по дисциплине в целом (в бумажном и электронном виде),
− вопросы к зачету.
5. Методические рекомендации (материалы) для преподавателя
Особенностью курса «Учение о биосфере» для данной специальности является то, что
проявление функционирования биосферы должно даваться не только с точки зрения геохимических процессов, как это рассматривается для специальностей с геологическим или агроэкологическим уклоном. В связи с этим следует расширить такие разделы дисциплины как «Организованность биосферы», «Биосфера Земли»
Раздел «Организованность биосферы» поможет студентам раскрыть основные принципы
биокибернетических основ биосферы. В ходе его освоения важно научить студентов выделять
основные кибернетические составляющие экосистем и составлять алгоритм их функционирования. Общая схема такой работы должна быть рассмотрена на практическом занятии, а закреплена
в ходе выполнения студентами индивидуальной работы.
В разделе «Биосфера Земли» необходимо познакомить студентов с биологическим потенциалом и характерными признаками важнейших биомов суши. Важно при этом выделить их основные экологические проблемы и меры, необходимые для их предотвращения. Значительно могут повысить интерес при изучении этого раздела использование на лекциях в качестве наглядного материала видеосюжетов из серии «National geographyс» или мультимедиа-лекций. Это требует
наличия в аудитории ТСО.
При изучении раздела «Ноосфера» в настоящее время большое внимание уделяется рассмотрению перспектив устойчивого развития биосферы. Как метод повышения внимания студентов к этой теме хорошо зарекомендовал себя семинар-диспут «Техногенез и устойчивость биосферы», в ходе ко-
торого частники рассматривают с разных точек зрения возможность реализации международной
концепции устойчивого развития человеческого общества.
Лист – вкладка рабочей программы учебной дисциплины
______________________________(ОПД.Р. 03)
«Учение о биосфере» ___________________________________________
название дисциплины, цикл, компонент
Список основной учебной литературы
*Указания о контроле на момент переутверждения программы
Дата
Внесение, продление
или исключение /
Подпись отв. за метод работу
1
2
Год
издания
Соответствие ГОС (для федеральных дисциплин) или соответствия требованиям ООП (для
региональных и вузовских) указание на недостаточно отраженные в учебнике разделы
Количество экземпляров в
библиотеке на
момент переутверждения
программы
5
2005
6
80
7
eLIBRARY.RU
3013
80
e.lanbook.com
Сведения об учебниках
Наименование, гриф
Автор
3
4
Учение о биосфере: учеб. пособие по дисциплине федер. компонента для студентов, обучающихся по специальностям 020801 (013100)
"Экология", 020802 (013400) "Природопользование", 020804 (013600) "Геоэкология" и по
направлению 020800 (511100) "Экология и природопользование" - Федер. агентство по образованию, ГОУ ВПО "Волгогр. гос. ун-т", Волж.
гуманитар. ин-т (Фил.) ВолГУ. Волгоград, 2005.
Устойчивое развитие человек и биосфера :
учебное пособие - "Бином. Лаборатория знаний", 2013, 109с. - Допущено учебнометодическим объединением по классическому
университетсткому образованию РФ в качестве
учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению
022000 "Экология и природопользование"
Сергиенко
Л.И.
Ягодин Г.А.,
Путрова Е.Е.
Сведения о разработке и утверждении рабочей программы дисциплины
Рабочая программа дисциплины ОПД.Р.03 «Учение о биосфере» федерального компонента цикла ОПД составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования второго поколения для специализации (020804) «Геоэкология» на основании
типовой программы «Учение о биосфере» проф. .А.Криволуцкого (Московский государственный университет), доц. Т.В.Роговой (Казанский государственный университет).
Автор: доцент кафедры экологии и естествознания, канд. биол. наук Н.Б. Ермак