Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
№ п/п Автор, заглавие Место и год издания Количество экземпляров Цена Коэффициент переоценки Стоимость руб....полностью>>
'Документ'
Задачи обучения иностранному языку как средству общения неразрывно сливаются с задачами соизучения общественной и культурной жизни стран и народов изу...полностью>>
'Документ'
Это ядро самосознания личности. Выступает как система оценок и представлений о себе, своих качествах и возможностях, своем мире и в отношениях с други...полностью>>
'Документ'
Нижний Новгород, 3-9 ноября 013 г, с/к «СЕВЕРНЫЙ», ул. Дьяконова, 31) Группа «Б». № команда 1 3 4 5 И В Н П Р/М О Место 1....полностью>>

Главная > Рабочая программа

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ИПР

___________ А.К. Мазуров

«___» ____________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 В 2 СЕМЕСТРЕ

Обеспечивающая кафедра: «Геоэкологии и геохимии»

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: д.г.-м.н., профессор Л.П. Рихванов

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: д.г.-м.н., профессор Л.П. Рихванов

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: к.г.-м.н., доцент И.С. Соболев

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 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»

  1. Структура и содержание дисциплины

    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.

    1. 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.

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

5

18

30

53

Тестовый опрос

Применение ПЭВМ при обработке эколого-геохимической информации.

4

14

24

42

Проверочная контрольная работа

Защита курсовых работ

4

4

Отчет по курсовой работе

Итоговая аттестация

зачет

Итого

99

    1. 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;

  • закрепление теоретического материала при проведении лабораторных работ с использованием реальных геолого-геохимических данных, справочников, специальной литературы, выполнение проблемно-ориентированных индивидуальных курсовых работ.

6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)

6.1 Текущая СРС направлена на углубление и закрепление знаний, а также на развитие практических умений.

Текущая СРС включает следующие виды работ:

  • работа студентов с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по заданной проблеме;

  • подготовка к выполнению проверочных и контрольных работ;

  • изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;

  • выполнение курсовой работы;

  • подготовке к зачету.

6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР) направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов и заключается в поиске, анализе и презентации материалов по заданным темам курсовых работ.

6.2.1. Курсовая работа

Компьютерная обработка реальной эколого-геохимической информации, математическое моделирование, построение карт распределения эколого-геохимических данных с элементами оценки техногенного влияния на окружающую среду.

6.3 Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы осуществляется в виде двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.

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 зачета (для выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).

Промежуточная аттестация – в соответствии с учебным планом:

2 семестр – зачет

7.1. Варианты контрольных проверочных работ

Вариант 1

  1. История использования и развития автоматизированных методов обработки эколого-геохимической информации.

  2. Особенности выбора параметров GRID в зависимости от геометрии и плотности сети опробования.

Вариант 2

  1. Условия применения одномерных статистических моделей.

  2. Анализ и моделирование пространственных переменных, и решаемые задачи при эколого-геохимических исследованиях.

Вариант 3

  1. Особенности использования математических методов анализа и моделирования в эколого-геохимических исследованиях.

  2. Основные направления и принципы моделирования в эколого-геохимических исследованиях.

Вариант 4

  1. Компьютерные технологии изучения природных объектов.

  2. Статистическая оценка эколого-геохимических параметров окружающей среды.

Вариант 5

  1. Сущность и примеры использования регрессионного анализа при эколого-геохимических исследованиях.

  2. Основные шкалы измерений, применяемые в эколого-геохимических исследованиях.

Вариант 6

  1. Способы выделения техногенной составляющей геохимического поля.

  2. Оценка достоверности и пригодности эколого-геохимических данных для дальнейшей математической обработки.

Вариант 7

  1. Типы геоматематических моделей.

  2. Понятие и характеристика корреляционной зависимости применительно к природным образованиям и процессам.

Вариант 8

  1. Основные этапы геоматематического моделирования.

  2. Статистические гипотезы и критерии их проверки.

Вариант 9

  1. Методы изучения корреляционных зависимостей.

  2. Тренд-анализ.

Вариант 10

  1. Множественная корреляция.

  2. Способы определения фоновых и аномальных значений.

Вариант 11

  1. Задачи распознавания образов при эколого-геохимических исследованиях.

  2. Дисперсия геохимического поля, как критерий оценки техногенного воздействия на окружающую среду.

Вариант 12

  1. Условия применения параметрических и непараметрических статистических критериев.

  2. Способы визуализации эколого-геохимических данных.

Вариант 13

  1. Аппроксимации поверхности тренда полиномами и анализ остатков.

  2. Анализ и моделирование пространственных переменных.

Вариант 14

  1. Комплексный природно-техногенный характер эколого-геохимической информации.

  2. Кластер-анализ.

Вариант 15

  1. Генеральная и выборочные совокупности.

  2. Основные статистические законы, используемые при эколого-геохимических исследованиях.

8. Рейтинг качества освоения дисциплины

Максимальный рейтинг освоения дисциплины определяется 100 баллами, что соответствует стопроцентному качеству.

Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра

Недели

Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность

Итого

Раз-

делы

Вопросы

Баллы

Задачи

Задание

Проблемы

Баллы

Баллы

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

20

Лаб. раб 1

Лаб. раб 2

Лаб. раб 3

Лаб. раб 4

Лаб. раб 5

Лаб. раб 6

12

32

Применение ПЭВМ при обработке эколого-геохимической информации.

16

Лаб. раб 7

Лаб. раб 8

Лаб. раб 9

Лаб. раб 10

8

24

Проверочная контрольная работ

14

Защита курсовых работ

30

14

Сумма баллов в семестре

50

50

100

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная литература

1. Вистелиус А. Б. Основы математической геологии. - Л.: Наука, 1980. - 389 с.

2. Дэвис Д. Статистический анализ данных в геологии. Кн. 1. – М.: Недра, 1990. - 319 с.

3. Дэвис Д. Статистический анализ данных в геологии. Кн. 2. – М.: Недра, 1990. - 427 с

4. Каждан А.Б., Гуськов О.И. Математические методы в геологии. - М.: Недра, 1990. – 251 с.

5. Михальчук А.А., Язиков Е.Г. Ершов В.В. Статистический анализ эколого-геохимической информации: Учебно-методическое пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 235 с.

6. Ткачёв Ю.А., Юдович Л.Э. Статистическая обработка геохимических данных. - Л.: Наука, 1975. – 233 с.

7. Шестаков Ю.Г. Математические методы в геологии. - Красноярск, Изд-во ун-та, 1988. – 208 с.

Дополнительная литература

1. Анализ данных в экологии сообществ и ландшафта / Под ред. Р. Г. Г. Джонгман, С. Дж. Ф. Тер Браак, О. Ф. Р. Вон Тогерен.- М.: РАСХН, 1999.- 306 с.

2. Айвазян С.А. и др. Прикладная статистика. Исследование зависимостей. – М.: Финансы и статистика, 1989. - 587 с.

3. Айвазян С.А. и др. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 587 с.

4. Ермаков С.М., Михайлов Г.А.. Курс статистического моделирования. - М.: Наука, 1976. - 319 с.

5. Кендалл М. Дж., Стьюарт А. Теория распределений. - М.: Наука, 1966. - 588 с.

6. Кендалл М. Дж., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. - М.: Наука, 1973. - 900 с.

7. Кендалл М. Дж., Стьюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды. - М.: Наука, 1976. - 736 с.

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗДАНИЯ

1. Геохимия

2. Экология

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

  1. Рабочая программа по дисциплине.

  2. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине.

  3. Методические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине.

  4. Комплект слайд-фильмов.

  5. Комплект курсовых работ, выполненных студентами специальности с использованием реальных геолого-геохимических данных.

* приложение – рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра.

Программа составлена на основе ФГОС ВПО по направлению подготовки 022000 «Экология и природопользование».

Автор: Соболев И.С.

Программа одобрена на заседании кафедры ГЭГХ ИПР

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



Похожие документы:

  1. Рабочая программа дисциплины компьютерные технологии и статистические методы в экологии и природопользовании направление ооп: 022000 экология и природопользование

    Рабочая программа
    ... А.К. Мазуров «___» ____________201__ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ и статистические методы в экологии и природопользовании НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 022000 ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: геоэкология КВАЛИФИКАЦИЯ ...

Другие похожие документы..