Рабочая программа по курсу ен. Р. 01 «Общее мерзлотоведение» Направление: 130200 «Технология геологической разведки»

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Иметь представление
Указываются изученные материалы, название реферата, количество страниц, иллюстраций и т.п.
Делается запись о названии курса, его продолжительности, форме, в которой проходили занятия.
Указывается тема мероприятия, название проводившей его организации и форма участия в нем ученика.
IV. Содержание курса IV.1. Лекционный курс
ГОСт и целям дисциплины
IV. 2 б. Перечень лабораторных работ и соответствие их ГОСТ и целям курса
IV.3. Самостоятельная работа студента (СРС)
V.1. Перечень основных терминов и понятий по курсу
V.2. Примерный перечень вопросов для итоговой тестовой проверки
V.3. Примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену
Подобный материал:
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова

Горноразведочный факультет

Кафедра мерзлотоведения


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по курсу

ЕН.Р.01 «Общее мерзлотоведение»


Направление: 130200 «Технология геологической разведки»

Специальность: 130203 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»

Форма обучения: очная

Курс: III

Семестр: 5

Объем курса, час: 100 час, в том числе

Лекции - 30 часов

Лабораторные занятия - 30 часов.

Самостоятельная работа студентов – 40 час.

Расчетно-графические работы – 4

КСР – 2

«Портфолио студента»

Контрольная работа – 1


Якутск - 2008

Разработал:

ст. преподаватель кафедры мерзлотоведения Т.А. Ботулу


Рабочая программа утверждена на заседании кафедры мерзлотоведения

______________________ 2008 г., протокол № ______


Зав. кафедрой мерзлотоведения М.Н. Железняк


Рабочая программа утверждена на заседании НМС ГРФ

_________________ 2008 г., протокол № ________

Председатель НМС ГГИ Е.П. Апросимова


Рабочая программа утверждена на заседании научно-методического совета ЯГУ _________________ 2008 г., протокол № ________


Председатель НМС ЯГУ Н.А. Стручкова


Требования Государственного стандарта высшего образования по направлению 130200 специальности 130203.

Согласно требованиям Государственного образовательного стандарта Министерства образования России при изучении курса «Общее мерзлотоведение» горный инженер должен:

ЗНАТЬ
    1. Об основных научно-технических проблемах технологии и техники разведки месторождений полезных ископаемых в области распространения мерзлых пород.
    2. Об экологических последствиях проведения буровых работ и их влиянии на окружающую среду.
    3. Физико-механические свойства горных пород и их структурно-механические особенности.
    4. О криогенных (мерзлотных) процессах и явлениях, происходящих как в естественных, так и нарушенных условиях.

УМЕТЬ
    1. Определять степень нарушения горных пород в процессе ведения горных работ, разрабатывать мероприятия по предотвращению отрицательного воздействия на окружающую среду.

ВЛАДЕТЬ:
    1. Горной терминологией.
    2. Основными нормативными документами (Строительные нормы и правила и ГОСТы).


II. Цели и принципы курса.

Мерзлые горные породы распространены на 65% территории России. В Республике Саха (Якутия) они занимают 95% территории и характеризуются сплошным распространением по площади. Поэтому при проведение буровых работ необходимо учитывать мерзлое состояние горных пород, знать основные закономерности формирования мерзлых пород. .

Мерзлотоведение (геокриология) является естественно-исторической наукой геологического цикла, которая изучает законы формирования, историю развития и существования во времени и в пространстве мерзлых горных пород: их состава и состояния, криогенного строения и свойств, подземные воды, криогенные геологических процессы и явления.

Целью изучения дисциплины является получение знаний студентами о физических основах, причинах, факторах и закономерностях формирования сезонных и многолетнемерзлых пород.

Курс рассчитан на 100 часов занятий (30 - лекции; 30 - лабораторные занятия; 40 – СРС, РГР – 4 работы, 1 контрольная работа).

Предмет "Общее мерзлотоведение" на основании решения Ученого Совета Якутского Государственного Университета входит в цикл «Естественно-научных дисциплин» как национально-региональный компонент для направления 130200 «Технология геологической разведки»

Требования к обязательному минимуму содержания и уровня подготовки, устанавливаемые ВУЗом, отождествляются с целью курса. По завершению курса студент должен:

ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ :


II.1. О происхождении криолитозоны планеты Земля.

II.2. О характере распространения многолетнемерзлых пород.

II.3. О проблемах при проведении буровых работ в области криолитозоны.

ЗНАТЬ:


II.4. Основные геокриологические термины и физические свойства мерзлых пород.

II.5. Физические основы промерзания (протаивания) и способы миграции влаги

при промерзании горных пород.

II.6. Основные криогенные текстуры пород.

II.7. Криогенные геологические процессы и явления.

II.8. Методы определения мощности многолетнемерзлых пород, глубины сезонного протаивания (промерзания).

II.9. Условия формирования и существования подземных вод криолитозоны.

УМЕТЬ:


II.10. Использовать знания для оценки основных параметров мерзлых пород при выборе технологии бурения скважин разного типа.

II.11. Графически отображать в разрезах и картах основные параметры мерзлой толщи, криогенное строение горных пород.

II. 12. Оценивать свой уровень сформированности разных видов компетенций и перспективы профессионального развития.


III. Структура курса.

Структура курса состоит из 7-ти основных модулей, которые взаимосвязаны между собой и для достижения поставленных целей предлагается прохождение их в нижеприведенной последовательности, хотя разделы 4 и 5 могут быть взаимозаменяемы. Практические и лабораторные работы проводятся при прохождении соответствующих разделов. После прохождения каждого раздела курса проводится тестовый контроль или устный опрос (на усмотрение преподавателя).

Курс построен на основе использования современных образовательных технологий – технология «Портфолио». Технология представляет собой способ фиксирования, накопления и аутентичного оценивания индивидуальных образовательных результатов студента в определенный период его обучения. Портфолио позволяет учитывать результаты в разнообразных видах деятельности: учебной, коммуникативной, творческой и социальной.

Портфолио студента – это спланированная и специально подготовленная индивидуальная подборка материалов и документов, которая демонстрирует усилия, динамику и достижения студента в области мерзлотоведения. Конечная цель учебного портфолио – это доказательство прогресса обучения по результатам учебной деятельности и объективное фиксирование индивидуальных учебных достижений студента.

Систематический и специально организованный сбор доказательств является способом системной рефлексии на собственную деятельность и представления ее результатов для текущей оценки компетентностей в области мерзлотоведения, для повышения личностного роста как профессионала, а также конкурентоспособного выхода на рынок труда.

Введение метода портфолио студента при создании учебной программы по общему мерзлотоведению позволяет разработать технологию организации индивидуально-ориентированного образовательного процесса и поиск новых форм и методов комплексной оценки учебных достижений студентов в логике компетентностного подхода.

Структура «Портфолио студента»


Разделы

Содержание

Портрет

Портрет раскрывает личность студента. В него собираются фотографии, корреспонденция, свидетельства, характеризующие предмет изучения.

Коллектор

Коллектор - это папка, куда собираются материалы занятий.

Папка «Рабочие материалы»

Папка представляет материалы выполненных работ (конспекты лекций, СРС, тестовых заданий, оформленные РГР).

Папка "достижения"

Папка "достижения" содержит выполненные работы, получившие оценку и самооценку.


С помощью технологии портфолио решаются следующие задачи: поддержание высокой учебной мотивации студентов, поощрение активности и самостоятельности, расширение возможности обучения и самообучения, развитие навыков рефлексивной и оценочной (самооценочной) деятельности, формирование умения учиться - ставить цели, планировать и организовывать собственную учебную деятельность, закладывает дополнительные предпосылки и возможности для успешной социализации.

Критерии оценивания:

1. «Портфолио работ студента» представляет собой собрание различных творческих, проектных, исследовательских работ ученика, а также описание основных форм и направлений его учебной и творческой активности: участие в научных конференциях и конкурсах. Данный вариант портфолио предполагает качественную оценку, например, по параметрам полноты, разнообразия и убедительности материалов, качества представленных работ, ориентированности на выбранный профиль обучения.

2. Портфолио оформляется в виде творческой книжки ученика с приложением его работ, представленных в виде текстов, электронных версий, фотографий, видеозаписей.

3. Сдача экзамена по дисциплине по пятибалльной системе.

Примерный вариант записи «портфолио работ студента N.N.».

- Исследовательские работы и рефераты. Указываются изученные материалы, название реферата, количество страниц, иллюстраций и т.п.

- Контрольные работы. Указывается тема проекта, дается описание работы. Возможно приложение в виде фотографий, текста работы в печатном или электронном варианте.

- Элективные курсы и факультативы. Делается запись о названии курса, его продолжительности, форме, в которой проходили занятия.

- Участие в олимпиадах и конкурсах. Указывается вид мероприятия, время его проведения, достигнутый учеником результат.

- Участие в научных конференциях, учебных семинарах и лагерях. Указывается тема мероприятия, название проводившей его организации и форма участия в нем ученика.

- Представляет «ведомость» и «зачетную книжку» о прохождении им курсов по выбору в рамках предпрофильной подготовки;

- Представяет сами работы, проекты, исследования, которые он выполнил в ходе обучения на курсах по выбору или при обучении в учреждениях дополнительного образования, других учреждениях или выполнил самостоятельно, не получив за это подтверждающего документа.
IV. Содержание курса
IV.1. Лекционный курс


Модуль 1. Мерзлые породы - естественно-исторические геологические образования.

Основные термины и понятия. Предмет и методы мерзлотоведения. Краткая характеристика криолитозоны: распространение, температура, строение и мощность толщ горных пород. Основные законы развития и эволюции современной криолитозоны. Аградация и деградация многолетнемерзлых пород. Современная и реликтовая мерзлая толща. Энергетический баланс Земли. – 4 час.


Модуль 2. Процессы, протекающие в горных породах при промерзании и протаивании.

Физические явления и процессы в замерзающих и мерзлых породах. Состав и строение мерзлых толщ. Природа и механизм миграции влаги в дисперсных породах. Незамерзшая вода и лед в горных породах. Основное уравнение теплопроводности. Законы Фурье. - 6 час.

Модуль 3. Сезонное промерзание и протаивание горных пород.

Сезонное промерзание и протаивание горных пород. Влияние природных факторов на сезонное промерзание и протаивание горных пород. - 4 час.

Модуль 4. Характеристика основных генетических типов мерзлых пород.

Состав и криогенное строение многолетнемерзлых пород. Генетические типы льда в мерзлых породах. Основные типы криогенных текстур. Эпигенетическое и сингенетическое промерзание горных пород. - 7 час.

Модуль 5. Формирование и развитие многолетнемерзлых толщ.

Основные положения теории развития мерзлых толщ криолитозоны. Зональные и региональные особенности распространения криолитозоны. Методы определения мощности многолетнемерзлых пород. – 4 час.

Модуль 6. Криогенные (мерзлотно-геологические) процессы и явления.

Криогенное выветривание пород. Морозобойное растрескивание и полигонально-жильные образования. Морозное пучение дисперсных пород. Наледеобразование. Термокарст. - 3 час.

Модуль 7. Основы рационального природопользования в криолитозоне.

Особенности ведения горных работ в криолитозоне. Криогенные процессы и явления, возникающие при и после проведении буровых работ. - 2 час.


Соответствие основных разделов лекционного курса требованиям

ГОСт и целям дисциплины



Разделы и основные темы лекций

Всего часов

Аудиторные занятия, в т.ч.


СРС

лекции

лабор.

Модуль 1. Мерзлые породы - естественно-исторические геологические образования.

16

4

6

6

Модуль 2. Процессы, протекающие в горных породах при промерзании

22

6

6

10

Модуль 3. Сезонное промерзание и протаивание горных пород.

15

4

6

5

Модуль 4. Характеристика основных генетических типов мерзлых пород.

16

7

4

5

Модуль 5. Формирование и развитие многолетнемерзлых толщ.

11

4

4

3

Модуль 6. Криогенные (мерзлотно-геологические) процессы и явления.

14

3

6

5

Модуль 7. Основы рационального природопользования в криолитозоне

16

2

8

6



IV. 2 а. Перечень лабораторных работ и соответствие их ГОСТ и целям курса

Тема работы

Кол-во часов

Соответ. ГОСт

Соответ. целям курса

Лабораторная работа 1. Сезонное протаивание грунтов, промерзание сезонноталого слоя. Построение графика хода сезонного протаивания грунтов по данным режимных температурных измерений.

4

I.3; I.7.

II.2; II.5; II.8.

Лабораторная работа 2. Слой годовых теплооборотов. Построение графика хода температуры горных пород в слое годовых теплооборотов по данным режимных геотермических измерений.

4

I.3; I.4; 1.6;

II.5; II.6; II.7; II.10

Лабораторная работа 3. Криогенные текстуры многолетнемерзлых скальных пород (по А.А. Коган, Н.Ф. Кривоноговой, 1978).

4

I.3.

II.11

Лабораторная работа 4. Шлировые криогенные текстуры многолетнемерзлых литифицированных пород рыхлого чехла (по Б.И. Втюрину, 1975).

4

I.3; I.7.

II.8; II.11


IV. 2 б. Перечень лабораторных работ и соответствие их ГОСТ и целям курса



Разделы и основные темы лекций

Формы, технология методы проведения занятий

Всего часов

Модуль 1. Мерзлые породы - естественно-исторические геологические образования.

Семинар-погружение: Что я знаю о предмете «Мерзлотоведение» из других наук? Какие термины и понятия я должен знать? Собеседование, кейс-стади. Работа в группах.

6

Модуль 2. Процессы, протекающие в горных породах при промерзании

Семинар-погружение: Как возникли мерзлые породы? Для чего я должен это знать? Полезно ли мне такое знание? Обсуждение. Создание «Портфолио студента». Работа в парах.

6

Модуль 3. Сезонное промерзание и протаивание горных пород.

Деловая игра «Я хочу построить жилой комплекс на «вечной мерзлоте»? Семинар-погружение: Знание каких качеств мерзлых пород мне понадобятся для решения проблемы? Создание «Портфолио студента». Ролевые игры в группах (Я не буду строить! Я буду строить!).

6

Модуль 4. Характеристика основных генетических типов мерзлых пород.

Продвинутая лекция: Вечна ли «вечная» мерзлота? Мини-выступления. Бортовой журнал.

4

Модуль 5. Формирование и развитие многолетнемерзлых толщ.

Работа с «портфолио студента».

4

Модуль 6. Криогенные (мерзлотно-геологические) процессы и явления.

Обсуждение проблемы: Чем отличается процесс от явления? Приносят ли пользу антропогеновые изменения процессов и явлений?

6

Модуль 7. Основы рационального природопользования в криолитозоне

Семинар: Могу ли я выступить экспертом по проблемам общего мерзлотоведения? Самодиагностика и мини-выступления.

8

IV.3. Самостоятельная работа студента (СРС)



Тема


Задание


Вид

контроля

Объ-

ем,

час.

Лите-

ра

тура

Состав, криогенное строение и свойства мерзлых горных пород

Осадочное породообразование в криолитозоне (криолитогенез). Формирование полезных ископаемых на различных стадиях криолитогенеза.

Конспект

6

1,2,

3,4

Строение молекулы воды. Тепловое движение молекул воды. Представление о структуре льда и воды. Модель молекулы воды. Модели структуры воды и льда.

Конспект


5

1, 2, 3


Ледники: условия формирования, строение, движение. Типы ледников. Источники питания. Основные характеристики (площадь, объем и масса, скорость движения).

Конспект


5

1, 2, 3, 1д

Льдообразование и структура льда. Физические свойства льда. Физико-химические и механические процессы в промерзающих и протаивающих горных породах.

Характеристика свойств льда и процессов (физико-химических, механических).

Конспект

5

2, 1д, 2д

Теплофизические, физико-химические и механические процессы в промерзающих, мерзлых и протаивающих горных породах.

Влагоперенос и льдовыделение в дисперсных породах.

Замерзание воды и таяние льда в горных породах. Природа и механизм миграции влаги в дисперсных породах.

Конспект

5

1,2,

3,1д


Физико-химические, механические, химические процессы в промерзающих и протаивающих породах.

Конспект

3

1,2,3

Основы рационального использования сезонно- и многолетнемерзлых пород при освоении криолитозоны

Принципы использования многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований инженерных сооружений. Нормативные документы по инженерно-геологическим изысканиям, проектированию и строительству инженерных сооружений в криолитозоне.

Конспект

5

1,2,

3,4

Конструкция горных выработок и способы обеспечения их устойчивости в ММП. Классификация горных выработок. Комплекс мероприятий, обеспечивающих устойчивость горных выработок.

Конспект


6

4, 3д



V. Контролирующие материалы.


Контролирующими материала по курсу "Общее мерзлотоведение" являются:

- тестовая и устная проверка по основным терминам в геокриологии (см. п.V.1, п.V.2.);

- конспекты и устные ответы по темам, предложенным для СРС (см. разд. IV.3);

- оформление «Портфолио студента» в соответствии с требованиями;

- оформить контрольную работу;

- устный итоговый экзамен (см. разд. V.3.).


V.1. Перечень основных терминов и понятий по курсу


Аградация мерзлых пород. Бугры пучения. Булгунняхи. Криогенное выветривание. Выпучивание. Геотермический градиент. Деградация мерзлых толщ. Инверсия. Криогенез. Криогенная толща. Криогенное строение. Криогенные процессы и явления. Криогенный напор. Криолитозона. Криогенная десерпция. Криопэги. Курумы. Ледники. Льдистость. Мерзлые породы. Многолетнемерзлые породы. Морозные породы. Мерзлые толщи (однослойные, двухслойные, реликтовые, современные). Мощность многолетнемерзлой толщи. Мощность криогенной толщи. Наледь. Нулевая завеса. Перелетки. Подземный лед. Повторно-жильный лед. Пучение. Растрескивание криогенное. Сезонное промерзание. Сезонное протаивание. Сингенетическое промерзание. Слой годовых теплооборотов. Солифлюкция. Талики. Температура горных пород. Теплота фазовых переходов. Теплоемкость пород. Теплопроводность пород. Термоабразия. Термокарст. Эпигенетическое промерзание.


V.2. Примерный перечень вопросов для итоговой тестовой проверки.


1. По определению Н.И. Толстихина и Н.А. Цытовича, мерзлые породы - это…

2. Многолетнемерзлые породы - это породы, находящиеся в мерзлом состоянии более…

3. Основоположниками мерзлотоведения, как науки, считаются…

4. Криогенная десерпция – это…

5. Криосфера – это…

6. Криолитозона – это…

7. По характеру распространения по площади многолетнемерзлые породы под­разделяются на…

8. Кратковременномерзлые породы - это породы, находящиеся в мерзлом состоянии…
  1. Слой сезонного протаивания - это слой, который…
  2. Слой сезонного промерзания - это слой, который…
  3. Деятельный слой - это слой…
  4. Слой годовых теплооборотов - это слой…
  5. Мощность слоя сезонного протаивания в Центральной Якутии в большинстве случаев варьирует от…до…
  6. Слой годовых колебаний температуры изменяется в пределах Центральной Якутии, в большинстве случаев, от…до…
  7. Геотермический градиент – это…
  8. Категории воды в мерзлых породах (по Е.М. Сергееву):
  9. Основные виды подземных льдов:
  10. Конституционный лед - это лед, образовавшийся…
  11. Повторно-жильный лед - это лед, образовавшийся…
  12. Инъекционный лед - это лед, образовавшийся…
  13. Основные типы криотекстур (по П.А. Шумскому, 1957):
  14. Перелетки - это горные породы, находящиеся в мерзлом состоянии…
  15. Открытая система промерзания – это…

24. Термокарст – это…
  1. Сингенетически промерзшие породы - это породы…
  2. Деградация многолетнемерзлых пород – это…
  3. Максимальная определенная мощность многолетнемерзлых пород на Земле достигает…
  4. Основные факторы, определяющие глубокое промерзание горных пород…
  5. Морозные породы – это…
  6. Криопэги – это…

31. Строительство сооружений в области развития мерзлых пород, в зависимости от использования многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований, ведется по…

V.3. Примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену


1. Криогенные геологические процессы и явления.

2. Закрытая система промерзания грунтов. Миграция воды и образование шлиров льда в системе.

3. Выпучивание твердых тел из рыхлых отложений.

4. Понятие криолитозона, криосфера. Эволюция криолитозоны на Земле.

5. Распространение и морфология криолитозоны.

6. Криогенная текстура пород.

7. Широтная зональность и высотная поясность распространения ММП.

8. Температура замерзания грунтов.
  1. Термокарст, понятие, причины развития, распространение.
  2. Факторы, определяющие глубокое промерзание пород.
  3. Основное уравнение теплопроводности. Законы Фурье, область их применения в геокриологии.
  4. Особенности ведения горных работ в криолитозоне

13. Виды воды в горных породах (по Е.М. Сергееву).

14. Мощность многолетнемерзлых пород. Факторы, определяющие глубокое промерзание пород.

15. Слой годовых теплооборотов. Температура на подошве слоя годовых теплооборотов.

16. Принципы строительства инженерных сооружений в криолитозоне.

17. Факторы, определяющие глубину сезонного протаивания (промерзания) и температуру на глубине годовых теплооборотов.

18. Генетические типы льда в горных породах.

19. Особенности разработки месторождений полезных ископаемых в криолитозоне.
  1. Сингенетическое и эпигенетическое промерзание пород.
  1. Миграция воды и льдовыделение в замерзающих грунтах.
  2. Бугры пучения (миграционные, многолетние).
  3. Незамерзшая вода.

24. Физико-механические, теплофизические и электрические свойства мерзлых пород.

25. Пучение грунтов.

26. Геокриологическая карта.

27. Методы исследования и картирования криолитозоны.

28. Сезонное протаивание и сезонное промерзание грунтов. Методы определения глубины сезонного протаивания (промерзания).

29. Деградация, аградация ММП. Причины, определяющие эти процессы. Типы температурных кривых.

30. Морозобойное растрескивание

31. Субмаринная криолитозона.

32. Слоистые и многослойные мерзлые толщи

33. Криогенные процессы и явления, возникающие при разработке месторождений полезных ископаемых.

VI. Структура деятельности обучаемых


Для достижения поставленной цели курса обучаемый, кроме теоретического изучения тем, изложенных в рабочей программе, должен выполнить: лабораторные, практические (п. IV.2) и расчетно-графические работы (п. IV.4); сдать тестовые контрольные задания по основным разделам курса (п.V.2); выполнить задания по СРС (п.IV.3); оформить «Портфолио студента» в соответствии с требованиями; оформить контрольную работу; сдать итоговый устный экзамен (п.V.3).

При сдаче экзамена студент должен в полном объеме знать минимум терминов и определений по предмету (п.V.1).


VII. Дополнительная информация.


VII.1. Литература

(основная, обязательная)

1. Ершов Э.Д. Общая геокриология: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 2002. - 682 с.

2. Общее мерзлотоведение: Учебник / Под ред. В.А. Кудрявцева. - М.: Изд-во МГУ, 1978. - 464 с.

3. Мерзлотоведение (краткий курс) / Под ред. В.А. Кудрявцева. – М.: Изд-во МГУ, 1981. – 240 с.

4. Основы геокриологии. Ч.5. Инженерная геокриология / Под ред. Э.Д. Ершова. – М.: Изд-во МГУ,1999. - 520 с.

Дополнительная


1д. Попов А.И., Розенбаум Г.Э., Тумель Н.В. Криолитология. - М.: Изд-во МГУ. 1967. – 144 с.

2д. Войтковский К.Ф.. Основы гляциологии. - М.:Наука,1999. – 264 с.

3д. СНиП 2.02.04. – 88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. - М.: Стройиздат, 1990. – 48 с.


Дополнительная литература, использованная при написании программы

1. Григоренко Е.В. Портфолио в вузе: методические рекомендации по созданию и использованию. – Томск, 2007 (Томский гос.ударственный университет, НОЦ «Институт инноваций в образовании», Институт дистанционного образования – Internet).

2. Зачесова Е.В. Образовательная технология «Портфолио» и возможность ее применения в обучении (Internet: doob-54.narod.ru/portfolio).