Образовательная программа Лаборатории экологии морского бентоса (гидробиологии)
| Вид материала | Образовательная программа |
- Фауна и экология донных беспозвоночных лососевых рек урала и тимана 03. 00. 16- экология, 767.12kb.
- Рабочая программа дисциплины «экология гидробионтов» Код дисциплины по учебному плану, 130.55kb.
- Программа проведения I международной научно-практической конференции «проблемы изучения, 195.98kb.
- Программа проведения I международной научно-практической конференции «проблемы изучения, 43.51kb.
- Программа минимум кандидатского экзамена по специальности 03. 02. 08 экология, 290.05kb.
- Оценка естественной реактивности организма беременных женщин и их новорожденных, проживающих, 352.39kb.
- Экология как научная, 94.09kb.
- Морской Университет Мьянмы был учрежден в 2002 году. Стого момента, как члены Корейского, 605.19kb.
- График лекций по транспортному праву российской федерации, 43.5kb.
- Программа-минимум по специальности 25. 00. 28 «Океанология», 111.72kb.
Учебно-тематический план освоения разделов различных ступеней второго уровня программы
| | Ступени второго уровня программы | |||||
| Учебный блок | «Ученик-лаборант» (обычно 2 год обучения) | «Ученик-соавтор» (обычно 3 год обучения) | «Ученик-коллега» (обычно 3-4 год обучения) | |||
| | Теория | Практика | Теория | Практика | Теория | Практика |
| Самостоятельные научно исследовательские работы или создание музейной экспозиции | - | - | | 134 | | 134 |
| Большой практикум | | 134 | | - | | - |
| Загородные экскурсии | 22 | | 22 | | 22 | |
| Профильные теоретические курсы | 40 | | 40 | | 40 | |
| Общие теоретические курсы | 20 | | 20 | | 20 | |
| ИТОГО | 82 | 134 | 82 | 134 | 82 | 134 |
| Всего | 216 | 216 | 216 | |||
Исследовательский блок
(ученик-соавтор, ученик коллега)
Самостоятельные научно исследовательские работы и создание музейных экспозиций
II-IV год обучения (134 часа)
Для школьников, приступивших к освоению второго уровня программы, около половины учебного времени отводится на выполнение самостоятельных научно-исследовательских работ. Выполнение работ обеспечивается также и тем, что учащиеся могут приходить в лабораторию в любое время, когда она открыта. Основная форма работы - индивидуальные занятия школьников с руководителями, выпускниками, специалистами.).
Для учащихся, проходящих вторую и третью ступень («ученик-соавтор», «ученик-коллега»), выполнение самостоятельной научно-исследовательской работы или музейной экспозиции обязательно.
Учащиеся, проходящие первый этап второго уровня программы («ученик-лаборант»), обычно это учащиеся второго года, имеют возможность выбора между выполнением простой учебной исследовательской работы по темам, указанным ниже, и прохождением занятий, согласно учебно-практическому блоку программы (см. ниже).
Основные направления научно-исследовательской работы ЛЭМБ в беломорских экспедициях и в самостоятельных работах учащихся
- Изучение видового состава и сообществ кутовой части Кандалакшского залива и окрестностей Соловецких островов. Описание аутоэкологии массовых видов бентоса этих районов.
- Исследование структуры бентосных сообществ и, на основе этого, разработка методов их выделения, описания и картирования.
- Изучение питания важнейших видов птиц, рыб и беспозвоночных Белого моря. Исследуется состав корма, сезонная и возрастная динамика, запасы кормовых животных и растений.
- Проведение мониторинга популяций некоторых литоральных животных.
- Проведение мониторинга биоценозов бентоса Илистой губы о. Горелого. Для популяций массовых видов животных учитываются размещение в пределах губы и демографические показатели. Для всех видов учитываются плотность и биомасса.
- Изучение особенностей биоценозов мелководных губ Белого моря.
- Изучение биообрастаний Белого моря.
- На основе выполнения предыдущих пунктов совершенствование и пополнение экспозиции Музея биологии моря.
- Исследование состава и распределения флоры и фауны приливно-отливной зоны кутовой зоны Кандалакшского залива Белого моря, аутоэкология отдельных видов.
- Сообщества инфауны: пространственная структура, межвидовые взаимоотношения.
- Обрастания фукоидов и багрянок в прибрежной зоне (литораль, верхняя сублитораль).
- Мониторинговые исследования литоральных сообществ и отдельнвых популяций на стандартном участке и по стандартной методике.
- Исследование динамики и структуры популяций некоторых массовых видов литоральных беспозвоночных ( Mytilus edulis, Littorina saxatilis, Macoma balthica, Hydrobia ulvae, H.ventrosa и др.).
- Фауна и флора корг: пути формирования сообществ и влияние на них абиотических факторов (соленость, прибойность, близость к открытому морю).
- Изучение гидрологических условий литорали: механический и химический (органика) состав грунта, течения, микрорельеф (как фактор, влияющий на распределение животных и растений).
- На основе выполнения предыдущих пунктов совершенствование и пополнение экспозиции Музея биологии моря.
Выполнение работ по указанным направлениям ведется в контакте с Кандалакшским государственным заповедником, Соловецким историко-архитектурным и природным музеем-заповедником, Беломорской биологической станцией Московского государственного университета, Беломорской биологической станцией Зоологического института РАН, кафедрой зоологии беспозвоночных Санкт-Петербургского государственного университета.
Ученик-лаборант
Большой практикум. Учебно-практический блок (134 часа)
Этот блок занятий включает серию практических занятий в рамках большого практикума. Этот тип занятий проводится для учащихся, проходящих этап «ученик-лаборант».
Большой практикум. Включает освоение учащимися трех разделов: определение беломорских животных, основы статистической обработки результатов, основы библиографии.
Определение беломорских животных (60 часов) При прохождении первого раздела большого практикума учащиеся осваивают определение основных групп бентосных животных (полихет, моллюсков, ракообразных).
Второй раздел (60 часов) связан с решением учебных задач с применением методов вариационной статистики.
Третий раздел (14 часов) подразумевает решение задач по подбору литературных источников по заданной теме в библиотеке Лаборатории и в Интернете.
Для учащихся всех ступеней - экскурсионный блок (22 часа)
Экскурсии проводятся совместно с учащимися первого года, поэтому содержание экскурсий совпадает с описанным выше. Основной целью при работе с учащимися, проходящими второй уровень программы, является вовлечение их в педагогический процесс работы с младшими учащимися.
Весенняя полевая практика )
Старшие учащиеся принимают участие в весенней полевой практике совместно с младшими (структуру и организацию см. выше). При этом, помимо организаторской функции (помощь педагогу в работе с младшей группой), на старших ложится учебно-исследовательская и экскурсионная работа.
Учащимся, проходящим второй уровень программы, предлагается реализовать некоторый проект. Он может быть связан с подготовкой тематической экскурсии или выполнением небольшого исследования на материале, собранном за время практики. При этом тему проекта, метод сбора материала и способ его обработки выбирают сами учащиеся. Педагог выполняет только консультационную функцию. В конце практики старшие проводят экскурсии для всех участников практики или выступают с докладами на конференции, реализованной в полевом лагере.
Теоретический блок
Теоретические занятия проводятся по динамической схеме, то есть каждый год читается разный набор курсов. При этом курсы подразделяются на две категории. Первый тип – это профильные курсы, посвященные профессионально значимым предметам. Второй тип – курсы общеобразовательные, посвященные некоторым наиболее интересным аспектам биологии. Ежегодно читается не менее двух курсов. При этом на профильные курсы отводится 40 часов (один длинный или два коротких курса), а на общие – 20 часов (один длинный или два коротких). Формирование набора курсов осуществляется совместно с учащимися на семинарах. Однако каждый профильный курс читается не реже, чем раз в три года. Это позволяет прослушать такие курсы практически всем учащимся, осваивающим второй уровень образовательной программы. Курсы второго типа формируются по мере их разработки педагогами и читаются без определенной периодичности (учащимся на выбор предлагается список таких курсов с аннотациями, выбор осуществляется путем голосования).
Профильные теоретические курсы
Курс: Методика сбора и обработки научного материала (40 час.)
Наука как род человеческой деятельности (2 часа). Роль научных исследований. Значение биологии в конце ХХ века. Понятие о фундаментальной и прикладной науке.
Схема построения научного исследования (2 часа). Постановка проблемы. Классификация задач, возникающих в биологических исследованиях. Методы биологии: наблюдение, эксперимент, моделирование. Выбор метода в зависимости от поставленной задачи.
Форма записи первичных данных (2 часа) и требования, к ней предъявляемые.
Обработка данных (2 часа). Необходимость вероятностного подхода в биологии. Общее понятие о статистических и детерминативных закономерностях.
Вариационная статистика (8 часов). Основные понятия: варианты, выборка, генеральная совокупность. Составление вариационного ряда. Характеристика выборочной совокупности (показатели уровня: мода, медиана, средняя арифметическая и средняя геометрическая). Способы вычисления, границы применения, биологический смысл этих величин. Основные требования к выборке (случайность и репрезентативность). Способы табличного и графического представления данных. Показатели вариации (среднее квадратичное и коэффициент вариации). Способы их вычисления, границы применимости, биологический смысл. Качественная и количественная изменчивость.
Основные типы распределений (2 часа). Оценка параметров генеральной совокупности по выборочным. Понятие статистической ошибки и ее отличие от погрешности измерений. Доверительный интервал и уровень значимости.
Статистические сравнения (6 часов). Понятие об ошибке разницы и ее оценка. Сравнения при качественной изменчивости. Сравнение эмпирических и теоретических распределений.
Понятие о корреляции (4 часа). Коэффициент корреляции, методы его расчета, границы применимости и биологический смысл. Измерение и оценка сопряженности качественных признаков.
Понятие о регрессии и расчет линии регрессии (4 часа). Эмпирическая и теоретическая линии регрессии. Метод свободной руки и скользящей средней при графическом изображении связи.
Краткий обзор современных методов статистики (2 часа). Понятие о мощности метода.
Нестатистические методы в биологии и смежных науках (2 часа). Коэффициенты сходства Жаккара, Серенсена и др. и показатели расстояния.
Классификация и ординация (2 часа). Простейшие методы кластерного анализа.
Оформление научного материала (2 часа) Отчет, статья. Важность стандартизации. Роль и особенности научного языка. Построение научной работы. Работа с литературой, стратегия поиска литературы по заданной теме. Понятие о каталогах, книжной летописи, РЖ и других справочных изданиях. Основы библиографии.
Курс: Общая экология (40 час.)
Предмет и методы экологии (2 часа). Определение экологии как науки. Аутоэкология, демэкология и синэкология.
Экологический фактор и его действие (4 часа). Понятие об ограничивающем факторе, закон Либиха. Классификация экологических факторов. Интегральные факторы.
Понятие о популяции (4 часа). Изучение стабильных популяций, оценка их благополучия. Демографические показатели (рождаемость, смертность, скорость эмиграции и иммиграции, половой и возрастной состав).
Динамика популяций (4 часа). Простая и сложная популяция. Модель неограниченного роста популяции. Ограниченный рост популяции.
Взаимоотношения между популяциями (6 часов): нейтрализм, комменсализм, мутуализм, конкуренция, хищничество, паразитизм. Модель Вольтерра -Лотки.
Теория конкуренции (2 часа). Понятие экологической ниши: представления Ю.Одума и Т.Хатчинсона. Теория конкуренции в свете представлений об экологической нише. Закон конкурентного вытеснения Гаузе и его действие в живой природе.
Понятие экосистемы и биоценоза (6 часов). Перенос энергии и вещества в экосистеме, пищевые цепи, экологическая пирамида. Продукция и продуктивность.
Закономерности видового состава биоценозов (2 часа). Проблема видового разнообразия. Классификация биоценозов, понятие об ассоциации как типе сообщества. Методы разграничения ассоциаций.
Элементы структуры биоценоза (4 часа): представление о консорциях и синузиях. Мозаичное и комплексное сложение сообществ.
Сукцессия и ее закономерности (4 часа). Первичная и вторичная сукцессия. Антропогенная сукцессия.
Биосфера (2 часа). Проблемы сохранения окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Охрана природы как прикладная отрасль экологии.
Курс: Биологика (20 часов)
Предмет логики (2 часа). Основные понятия логики: понятие, суждение, умозаключение. Содержание и объем понятия, классификация, закон обратного отношения содержания и объема.
Определение содержания понятий (2 часа). Основные правила построения определения. Виды определений: дефиниция, генетическое определение, номинальные определения, операциональные определения, определения через перечисление, астенсивные определения.
Суждение (4 часа). Субъект, предикат, связка. A – общеутвердительные, E – общеотрицательные, I – частноутвердительные, O – частноотрицательные. Распределенные и нераспределенные понятия.
Умозаключения (6 часов). Виды умозаключений: дедукция и индукция. Силлогизмы. Фигуры и модусы силлогизмов. Сокращенные силлогизмы. Условные и разделительные силлогизмы. Логические ошибки и борьба с ними. Индуктивные умозаключения.
Исследовательская работа как арена логических построений (6 часов). Логика введения – постановка целей и задач исследования. Логика изложения – научный факт как суждение. Логика обсуждения – операция с собственными и литературными фактами (суждениями). Карта материала.
Курс: Основы компьютерной грамотности (20 часов)
Материальная часть и принцип работы компьютера (2 часа). Какие бывают компьютеры. Основные части компьютера: процессорный блок (корпус, питание, процессор, материнская плата, память, винчестер, дисководы), клавиатура, мышь, монитор и видеокарта, сканнер, принтер. Правила обращения с компьютерами. Дискеты, флэш-носители, CD и DVD, жесткие диски.
Принцип работы компьютера (2 часа): информация, измерение информации, код, обработка информации, пути информации в компьютере.
Понятие операционной системы (2 часа): загрузочная дискета и загрузочная область на винчестере, файл, имя файла, расширение, каталог (папка), путь файла, программы (исполняемые файлы), командная строка. Главные файлы операционной системы. Принципы работы в среде Windows.
Необходимые для пользователя программы (4 часа). Восстановление стертых файлов, архиваторы (zip, arj, rar), форматирование носителей информации, создание системной дискеты, антивирусы (природа вирусов и как с ними бороться).
Понятие драйвера и резидентной программы (2 часа) (драйвер мыши, руссификатор). Понятие дистрибутива и инстоляции.
Компьютер для исследователя (8 часов). Типы хранения информации (тексты, числовые данные, графика). Форматы набора числовых данных и программы, обеспечивающие их набор. Простейшие операции в EXCELL.
Курс: Путешествие по мировому океану (20 часов)
“Подготовка к путешествию” (2 часа)
Земля – планета воды. Краткое повторение географии морей и океанов. Основные гипотезы происхождения Земли и появление океанов. Теория подвижных материков. Подвижная вода – приливы и отливы.
“ Пункт первый – Ладожское озеро” (2 часа)
Море пресной воды. География Ладожского озера. Богатая история Ладожского озера. Взаимоотношения с ледником. Флора и фауна Ладожского озера. Приспособления к пресноводному существованию. Фито- и зоопланктон. Корюшка – ладожский сиг. Символ Ладоги – ладожская нерпа.
“ Пункт второй – Белое море” (2 часа)
Первое на пути море. Разделение морей на внешние и внутренние, приливы и отливы. Основные гидрологические характеристики Белого моря и его основные течения. География Белого моря. Флора и фауна Белого моря. Исследования на Белом море.
“ Пункт третий – Баренцево море” (2 часа)
Баренцево море – место отлова рыб для нашего стола. Условия обитания в Баренцевом море. История освоения моря. Камчатский краб – вселенец. Угроза экосистеме и предупреждение акклиматизации животных из других географических зон. Различия в вертикальном распределении животных Белого и Баренцева морей. Причины таких различий.
“ Пункт четвертый – Арктика” (2 часа)
Что такое Арктика? История освоения Арктики. Жизнь в условиях Крайнего Севера. Население Северного Ледовитого океана. Особенности флоры и фауны Арктики. Лед – новая среда обитания для организмов. Условия существования организмов во льду. Трудность исследования фауны льда.
“ Пункт пятый – Сибирские моря” (2 часа)
Общая характеристика сибирских морей. История изучения сибирских морей. Флора и фауна сибирских морей. Моржи – наиболее крупные из морских млекопитающих Арктики. Лежбища моржей и половая структура популяций.
“ Пункт шестой – Дальний Восток” (2 часа)
История открытия Дальнего Востока. Тихий океан. Моря Дальнего Востока – Берингово, Охотское и Японское. Ландшафты дальневосточных морей, глубоководные впадины. Сейсмическая активность и сейсмические явления в море. Цунами. Различия в гидрологическом режиме дальневосточных морей. Флора и фауна дальневосточных морей – промысел рыб. Морской огурец. Почему так много вулканов?
“ Пункт седьмой – Атлантика” (2 часа)
Особенности фауны и флоры Атлантического океана. Рифт. Гольфстрим и его роль. Европейские моря атлантического бассейна.
“ Пункт восьмой – Индийский океан” (2 часа)
Особенности фауны и флоры Индийского океана. Экосистемы мангровых зарослей. Что такое мангры? Основные адаптации животных к жизни в мангровых зарослях. Промысловые объекты Индийского океана.
“ Пункт девятый – Антарктика” (2 часа)
Антарктида - пятый материк. Условие существования организмов на Крайнем Юге. Причина бедности состава флоры и фауны. Пингвины. Прибрежные экосистемы Антарктики. Причина продуктивности этих экосистем. Киты-гиганты зависят от эуфазиид-крошек. Море Уэдделла – успехи современной морской биологии. Фауна обрастателей. Южные моря – фауна зарывашек. Адаптации животных к эпифаунному существованию.
Общие теоретические курсы
Курс: Беседы о поведении: этологический и другие подходы (10 часов)
Поведение животного (4 часа). Предмет и содержание этологии. Внешние и внутренние раздражители. Рефлексы и ФКД. Активное приспособление к воздействию факторов окружающей среды. Основные механизмы и паттерны поведенческих реакций. Примеры поведенческих паттернов.
Генетика поведения (2 часа). Обзор работ, посвященных генетике поведения. Понятие врожденной поведенческой программы.
Эволюционный аспект (2 часа). Возникновение инстинктов и их эволюция. Адекватность паттернов влиянию факторов окружающей среды. Сравнение поведенческих паттернов позвоночных и беспозвоночных. Адаптивная роль поведения в процессе эволюции.
Персоналии (2 часа). Обзор трудов основоположников этологии.
Курс: Музыка с точки зрения этолога (10 часов)
Происхождение музыки (2 часа). Взгляд на происхождение музыки с точки зрения этологии. Есть ли музыка или ее аналог у животных? Музыка как специфическая форма передачи информации (эмоций). Теория о «женской» и «мужской» музыке.
«Интеллектуальная музыка» (2 часа). Создание специальных правил в музыке. Лады, строи, нотная запись. Гармония в музыке, мелодика. Символизм в музыке. Полифоническая музыка. Вершина «математической» музыки – творчество И.С. Баха.
Ритм (2 часа). Значение ритма для поддержания специфических поведенческих состояний. Этническая музыка. Музыка и танец. Примитивность в музыке.
Деградация музыки (2 часа). Наращивание эмоциональности – возврат к примитивному состоянию? Музыка экспрессионистов. Активный поиск релизеров музыкального восприятия человека.
Современное состояние (2 часа). Разнообразие музыкальных стилей – однообразие релизеров. Музыкальные релизеры в чистом виде. Использование специфических способов воздействия. Влияние современной музыки на человека. Информационная музыкальная среда.
Курс: Биология человека – эволюционный подход (20 часов)
Встреча первая (2 часа). «Что такое человек? Или что дает нам знание систематического положения человека?»
Основы систематики, понятие таксона, архетипа, мерона. Гомология и аналогия. Типологическая экстраполяция. Систематическое положение человека.
Встреча вторая (2 часа). «Эволюция самых древних предков человека, или как мы появились на земле»
Положения теории эволюции. Эволюционные гипотезы и принципы исторических реконструкций. Теории происхождения жизни: коацерваты, репликаторы, диссипативные структуры в глобальных круговоротах. Биоценотическая концепция абиогенеза. Происхождение клетки и многоклеточных организмов.
Встреча третья (2 часа). «Какими они были - наши предки?»
Консервативные признаки и их роль для реконструкции облика предковых форм. Эмбриологические исследования; тератологические данные; сравнительно-морфологические данные; анализ врожденных поведенческих программ (этологические данные); изучение взаимосвязи с другими видами.
Встреча четвертая (2 часа). «Эволюция ближайших предков человека»
История открытия промежуточного звена. Люси. Другие формы австралопитековых. Происхождение бипедии. Род Homo вымершие виды. Образование рас у Homo sapiens. Идет ли эволюция современного человека?
Встреча пятая (2 часа). «Поведение животного как расширенный фенотип».
Критика теории «tabula rasa». Основы этологии. Поведенческие программы у человека. Альтруизм и эгоизм и их происхождение.
Встреча шестая (2 часа). «Агрессия»
Адаптивный смысл агрессии. Аппетентная фаза агрессии. Механизмы погашения агрессии. Иерархия доминирования. Порядок клевания. Структура человеческих коллективов.
Встреча седьмая (2 часа). «Мужчина и женщина»
Почему мы разные? Эволюционная теория пола. Биология выбора брачного партнера у животных и человека. Организация семьи у животных и человека. Поведенческие программы в отношениях между полами.
Встреча восьмая (2 часа). «Жизнь в обществе и биология культуры»
Понятие мима. Взаимодействие мимов и генов. Эволюция мимов. Роль рекламных технологий в жизни общества.
Встреча девятая (2 часа). «Экологическая ниша и численность человечества»
Понятие экологической ниши. Эволюция ЭН у человека. Структура агроценозов. Динамика численности человечества. Механизмы регуляции численности.
Встреча десятая (2 часа). «Человек в системе экологических связей»
Типы взаимоотношений между организмами. Паразитизм, мутуализм, комменсализм, протокооперация, конкуренция, отношения «хищник-жертва».
Беломорские экспедиции. Основной базой для проведения экспедиций является Кандалакшский природный заповедник. Работы на территории заповедника проводятся как на научных стационарах (Ряжков и Лувеньга), так и в условиях палаточных лагерей. Работа в заповедниках проводится на договорной основе, экспедициями осуществляется изучение морских беспозвоночных и растений, при этом в качестве отчета о проделанной за лето работе в библиотеку заповедника пересылаются самостоятельные исследовательские труды школьников.
Вся работа в экспедиции осуществляется на полном самообеспечении, что позволяет учащимся освоить целый комплекс навыков: от приготовления пищи до бухгалтерского учета и судовождения.
Обучение специальным навыкам в области гидробиологии осуществляется во время ежедневной разборки проб.