Рабочая программа дисциплины моделирование экосистем Направление подготовки

Вид материала

Содержание

1. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
022000 Экология и природопользование
022000 Экология и природопользование
022000 Экология и природопользование
022000 Экология и природопользование
В проектно-производственной деятельности
В контрольно-ревизионной деятельности
В административной деятельности
Требования к результатам освоения программы бакалавриата по направлению подготовки
1. Общекультурные (ОК)
2. Профессиональные (ПК)
Принципы построения курса
2. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
3. Цель освоения дисциплины
Задачи освоения дисциплины
Рассмотреть основные виды и способы моделирования, используемые в фундаментальной и прикладной экологии.
4. Структура дисциплины по видам учебной работы, соотношение тем и формируемых компетенций
Раздел (тема) 1. Классификация и общие принципы построения моделей
5. Содержание курса лекционных занятий
Лекции 3 и 4 (4 часа)
...
Полное содержание

Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Биолого-химический факультет

УТВЕРЖДАЮ

_______________________

«______» ________________20___ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Моделирование экосистем

Направление подготовки

022000 – Экология и природопользование

Профиль подготовки

022010 - Экология

Степень выпускника

БАКАЛАВР

Форма обучения

Очная

Ижевск 2011

1. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Характеристика профессиональной деятельности бакалавра

1. Область профессиональной деятельности бакалавров включает: проектные, изыскательские, научно-исследовательские, производственные, маркетинговые, консалтинговые, экономические, юридические, обучающие, экспертные отделы, департаменты, бюро, центры, фирмы, компании, институты, занимающиеся охраной окружающей среды;

федеральные и региональные органы охраны природы и управления природопользованием (Министерство природных ресурсов Российской Федерации, другие природоохранные ведомства и учреждения);

учреждения Министерства регионального развития Российской Федерации, Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, Министерства экономического развития Российской Федерации, Федерального агентства по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству, Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, Министерства культуры Российской Федерации, Федерального агентства по образованию, Министерства сельского хозяйства Российской Федерации и подведомственных им федеральных служб и агентств;

Федеральную службу по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Федеральное агентство по атомной энергии, Федеральное агентство по туризму, Федеральную службу безопасности Российской Федерации;

органы власти и управления субъектов Российской Федерации, муниципальных образований;

академические и ведомственные научно-исследовательские организации;

образовательные учреждения начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования, а также общеобразовательные учреждения;

природоохранные подразделения производственных предприятий и организаций;

средства массовой информации;

общественные организации и фонды;

представительства зарубежных фирм.

2. Объектами профессиональной деятельности бакалавров по направлению подготовки 022000 Экология и природопользование являются:

природные, антропогенные, природно-хозяйственные, эколого-экономические, производственные, социальные, общественные территориальные системы и структуры на глобальном, национальном, региональном и локальном уровнях, а также государственное планирование, контроль, мониторинг, экспертиза экологических составляющих всех форм хозяйственной деятельности; образование, просвещение и здоровье населения, демографические процессы, программы устойчивого развития на всех уровнях.

3. Бакалавр по направлению 022000 Экология и природопользование готовится к следующим видам профессиональной деятельности:

научно-исследовательская;

проектно-производственная;

контрольно-ревизионная;

административная;

педагогическая.

Бакалавры по направлению подготовки 022000 Экология и природопользование подготовлены к участию в работе в полевых экологических экспедициях, в научных экологических лабораториях, в вычислительных центрах при проведении научно-исследовательских и производственных экологических работ.

Конкретные виды профессиональной деятельности, к которым в основном готовится бакалавр, определяются высшим учебным заведением совместно с обучающимися, научно-педагогическими работниками высшего учебного заведения и объединениями работодателей.

4. Бакалавр по направлению подготовки 022000 Экология и природопользование науки должен решать следующие профессиональные задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности:

В научно-исследовательской деятельности:

участие в проведении научных исследований в области экологии, охраны природы и других наук об окружающей среде, в академических учреждениях и вузах под руководством специалистов и квалифицированных научных сотрудников, в том числе:

проведение лабораторных исследований,

осуществление сбора и первичной обработки материала,

участие в полевых натурных исследованиях.

В проектно-производственной деятельности:

сбор и обработка первичной документации для оценки воздействий на окружающую среду,

участие в проектировании типовых мероприятий по охране природы,

проектирование и экспертиза социально-экономической и хозяйственной деятельности по осуществлению проектов на территориях разного иерархического уровня,

разработка проектов практических рекомендаций по сохранению природной среды.

В контрольно-ревизионной деятельности:

подготовка документации для экологической экспертизы различных видов проектного анализа,

участие в контрольно-ревизионной деятельности, экологическом аудите.

В административной деятельности:

участие в работе административных органов управления,

обеспечение экологической безопасности народного хозяйства и других сфер человеческой деятельности.

Требования к результатам освоения программы бакалавриата по направлению подготовки

Бакалавр по направлению подготовки 022000 – Экология и природопользование в соответствии с целями основной образовательной программы и задачами профессиональной деятельности, указанными в ФГОС ВПО по данному направлению, должен иметь следующие компетенции:

1. Общекультурные (ОК) (обязательные для всех профилей подготовки, – все общекультурные компетенции от ОК-1 до ОК-13) соответствуют ФГОС ВПО бакалавриата по направлению подготовки «Экология и природопользование».

2. Профессиональные (ПК):

2.1. Общенаучные – все общенаучные профессиональные компетенции от ПК-1 до ПК-3 соответствуют ФГОС ВПО бакалавриата по направлению подготовки «Экология и природопользование»;

2.2. Общепрофессиональные – все общепрофессиональные компетенции от ПК-4 до ПК-7 соответствуют ФГОС ВПО бакалавриата по направлению подготовки «Экология и природопользование».

2.3. Профильно-специализированные (по видам деятельности):

2.3.1. Компетенции по профилю «Экология»:

- знать теоретические основы биогеографии, экологии животных, растений и микроорганизмов (ПК-8);

- владеть методами прикладной экологии, экологического картографирования, экологической экспертизы и мониторинга; владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и использовать теоретические знания на практике (ПК-9).

2.3.2. Компетенции по профилю «Природопользование»:

знать теоретические основы природопользования, общего ресурсоведения и регионального природопользования, картографии (ПК-10);

- владеть методами экологического проектирования и экспертизы, экологического менеджмента и аудита, экологического картографирования; владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и использовать теоретические знания на практике

– (ПК-11);

2.3.3. Компетенции по профилю «Геоэкология»:

- знать и уметь решать глобальные и региональные геоэкологические проблемы; владеть методами ландшафтно-геоэкологического проектирования, мониторинга и экспертизы – (ПК-12);

- знать теоретические основы геохимии и геофизики окружающей среды, владеть методами геохимических и геофизических исследований; владеть методами общего и геоэкологического картографирования – (ПК-13);

- владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной геоэкологической информации и использовать теоретические знания в практике (ПК-14).

Принципы построения курса

Курс входит в вариативную часть (вариативная составляющая) математического и естественнонаучного цикла ООП бакалавриата.

Курс адресован профилю подготовки «Экология» третьего года обучения.

Изучению курса предшествуют следующие дисциплины:

- Математика;

- Информатика;

- Общая экология;

- Экология природных популяций и сообществ;

- Математическая экология.

Для успешного освоения курса должна быть сформирована профильно-специализированная профессиональная компетенция по профилю «Экология» ПК-9 на повышенном уровне.

Успешное освоение курса позволяет перейти к изучению дисциплины «Экологический мониторинг» в базовой части профессионального цикла ООП бакалавриата и дисциплин «Экологическое проектирование и экспертиза» и «Методы экологических исследований» в вариативной части профессионального цикла ООП бакалавриата.

В курсе выделено несколько разделов:

- Классификация и общие принципы построения моделей;

- Математическое моделирование популяционных процессов;

- Математическое моделирование процессов в биологических сообществах;

- Физическое моделирование развития экосистем.

Курс имеет практическую часть в виде лабораторных занятий.

2. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения

дисциплины «Моделирование экосистем»

Профильно-специализированная профессиональная компетенция по профилю «Экология» – ПК-9

Данная компетенция, согласно ФГОС высшего профессионального образования по направлению подготовки «Экология и природопользование», заключается в том, чтобы владеть методами прикладной экологии, экологического картографирования, экологической экспертизы и мониторинга, а также методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и использовать теоретические знания на практике.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать основные закономерности количественных проявлений экологических процессов и теоретическую базу для построения адекватных им математических моделей;
уметь применять полученные знания о принципах и способах моделирования экологических процессов в практических экологических исследованиях и в процессе подготовки индивидуальных выпускных квалификационных работ, самостоятельно работать с печатными и электронными источниками учебно-методической и справочной литературы по проблемам использования отдельных методов физического и математического моделирования экосистем в полевых и лабораторных экспериментах;
владеть информацией об основных направлениях использования методов имитационного моделирования при прогнозировании развития естественных и антропогенных экологических процессов, а также чрезвычайных экологических ситуаций.

3. Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины «Моделирование экосистем» состоит в том, чтобы познакомить студентов с основами математического и физического моделирования процессов, происходящих в экосистемах и их биологических компонентах (популяциях, сообществах).

Задачи освоения дисциплины:

Предоставить информацию об основных способах получения и обработки количественных результатов в процессе натурных наблюдений, а также полевых и лабораторных экологических экспериментов.
Рассмотреть основные виды и способы моделирования, используемые в фундаментальной и прикладной экологии.
Отметить место и роль методов математического моделирования в системном экологическом исследовании с указанием возможностей, преимуществ и ограничений их использования.
Раскрыть сущность основных принципов и правил, понятий и терминов, а также математических формул, используемых при построении математических моделей экологических процессов.
Показать связи дисциплины «Моделирование экосистем» с другими дисциплинами экологического профиля и смежными областями естественнонаучных знаний.
Очертить возможности, направления и масштабы применения различных математических моделей в экологических исследованиях, связанных с контролем и оценкой качества окружающей среды, рациональным использованием биологических ресурсов и охраной объектов живой природы.

4. Структура дисциплины по видам учебной работы, соотношение тем и формируемых компетенций

Разделы и темы дисциплины (общая трудоемкость – 2 зачетные единицы или 72 часа, в т.ч. 34 аудиторных часа (6-й семестр) и 38 часов на самостоятельную работу)	Неделя 6-го семестра	Виды учебной работы			Формируемая компетенция
	Неделя 6-го семестра	Лекции	Лабораторные занятия	Самостоятельная работа	Формируемая компетенция
Раздел (тема) 1. Классификация и общие принципы построения моделей	1	2	-	4	ПК-9
Раздел 2. Математическое моделирование популяционных процессов	2-4	6	-	8	ПК-9
Тема 2.1. Модели динамики численности популяций	2	2	-	4	ПК-9
Тема 2.2. Модели лимитирующего влияния экологических факторов на рост популяции	3-4	4	-	4	ПК-9
Раздел 3. Математическое моделирование процессов в биологических сообществах	5-14	8	12	16	ПК-9
Тема 3.1. Модели взаимодействия популяций по типу «хищник-жертва»	5-6	4	-	4	ПК-9
Тема 3.2. Модели конкурентного взаимодействия популяций	7	2	-	4	ПК-9
Тема 3.3. Модели сукцессий биологических сообществ	8-14	2	12	8	ПК-9
Раздел (тема) 4. Физическое моделирование экосистем	15-17	2	4	10	ПК-9
ИТОГО в часах:		18	16	38

5. Содержание курса лекционных занятий

Раздел (тема) 1. Классификация и общие принципы построения моделей

Лекция 1 (2 часа)

Модели реальные и идеальные, концептуальные и математические, аналитические и имитационные, априорные и апостериорные, детерминированные и стохастические, статические и динамические, точечные и пространственные; этапы моделирования: концептуализация, спецификация, идентификация, реализация, верификация и оптимизация модели; принципы и правила построения моделей, преимущества и недостатки различных типов моделей; качественная и количественная адекватность моделей, внутренние и внешние критерии гносеологичности и праксеологичности моделей; оценка точности и достоверности регрессионных уравнений, относительные статистические ошибки, «коэффициент несовпадения» Тейла; анализ чувствительности параметров моделей.

Раздел 2. Математическое моделирование популяционных процессов

Лекция 2 (2 часа)

Тема 2.1. Модели динамики численности популяций

Модели Фибоначчи, Мальтуса, Гомпертца, Ферхюльста; дифференциальные и рекуррентные уравнения как математические модели популяционных процессов; модели Скеллама, Морана-Рикера, «лесенка Ламерея», устойчивые и неустойчивые стационарные состояния, критические и стационарные точки; периодические, затухающие и хаотичные колебания численности популяций; дискретно-непрерывная модель динамики численности популяции; модели популяции с возрастной и половой структурой; динамические режимы безусловного вырождения популяции и стабилизации численности на ненулевом уровне.

Лекции 3 и 4 (4 часа)

Тема 2.2. Модели лимитирующего влияния экологических факторов на рост популяции

Принцип «узкого места» в биохимических и экологических процессах, уравнение Михаэлиса-Ментен и формула Ж. Моно, кривые насыщения и константа полунасыщения, лимитирование питания по Ивлеву и Рашевскому; модели динамики биомассы популяции в замкнутой системе и хемостате; закон минимума Либиха и концепция лимитирующих экологических факторов; модель смены лимитирующих факторов с жестким переключением, двойное лимитирование; модель потребления взаимозаменимых элементов питания популяцией в хемостате, полиауксия и избирательность питания; плотность популяции как лимитирующий фактор, «лаг-фаза» и акклимация, учет ингибирования метаболитами в моделях роста популяции, «эффект группы» и принцип Олли; температурный фактор и его связь с процессами синтеза и распада в популяциях, уравнения Вант-Гоффа и Аррениуса, кривые термотолерантности; апроксимационные зависимости скорости фотосинтеза от величины освещенности, фотодыхание в популяциях растений и учет светового ингибирования; ионизирующая радиация и ее влияние на рост популяций, учет механизмов репарации, эксперименты Маршалла.

Раздел 3. Математическое моделирование процессов в биологических сообществах

Лекции 5 и 6 (4 часа)

Тема 3.1. Модели взаимодействия популяций по типу «хищник-жертва»

Классическая модель Лотки-Вольтерра, ее преимущества и недостатки, модификации модели, разработка L-систем, учет нелинейности парных взаимодействия; модель «хищник-жертва» с учетом саморегуляции, непараметрические модели Колмогорова и Ресциньо-Ричардсона и их динамические режимы; модель динамики системы «фитофаг-энтомофаг», теория Исаева-Хлебопроса, «эффект запаздывания», положительное и отрицательное запаздывание, инерционные и безынерционные механизмы регуляции численности популяций в биоценозах, схема Викторова; «эффект насыщения» и динамические режимы в системе «фитофаг-энтомофаг», фиксированные и неконтролируемые вспышки численности в популяциях; модель динамики системы «ресурс-потребитель», «нехватка» ресурса и расширение кормовой базы.

Лекция 7 (2 часа)

Тема 3.2. Модели конкурентного взаимодействия популяций

Модель Лотки-Вольтерра конкуренции двух видов, непараметрическая модель конкурентных взаимодействий, динамические режимы конкурентного вытеснения одного из видов и устойчивого сосуществования двух видов; триггерные режимы и сепаратрисы в решении систем нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих межвидовую конкуренцию; закон Гаузе и возможности снижения конкурентного прессинга в многовидовых системах.

Лекция 8 (2 часа)

Тема 3.3. Модели сукцессий биологических сообществ

Модель влияния хищников на видовое разнообразие жертв; специализированное и смешанное питание хищников, модель гибкой пищевой стратегии хищников в ценозе; сезонные и многолетние экологические сукцессии, эксперименты Вудреффа, модели сукцессий в ценозах со специализированными хищниками и смешанным питанием консументов; олиготрофно-эвтрофная сукцессия и «парадокс обогащения»; прикладное значение моделей развития многовидовых ценозов.

Раздел (тема) 4. Физическое моделирование экосистем

Лекция 9 (2 часа)

Микрокосмы, мезокосмы и макрокосмы; гнотобиотические микрокосмы и их недостатки, эффект краевых условий и несбалансированность пищевых цепей, недостаток общего запаса лимитирующего элемента питания; пространственно структурированные микрокосмы, установка Рингельберга, репликативность микрокосмов; типы макрокосмов, «планктонные башни», морские и пресноводные установки, моделирование пространственно неоднородных процессов; прикладные возможности использования макрокосмов, эксперименты «Биосфера-1» и «Биосфера-2».

6. Содержание лабораторных занятий

Тема занятий

Моделирование гетеротрофной сукцессии простейших организмов в сенном растворе (эксперимент Вудреффа)

9-17 недели 6-го семестра – 16 часов (7 лабораторных занятий по 2 часа + 1 контрольное занятие в виде итоговой мини-конференции (2 часа)).

Группа студентов разбивается на пары (по 2 человека), каждая пара выполняет задание по постановке эксперимента.

Условия постановки эксперимента: дневное освещение, комнатная температура, очищенная водопроводная вода, природный сенной субстрат (сухая трава).

100 г измельченной сухой травы залить 0,5 л воды и поставить в открытой стеклянной емкости (банке) на подоконник, добавляя воду по мере ее испарения или при появлении неприятного запаха, чтобы предотвратить развитие анаэробных процессов.

Анализируемые параметры: относительная численность различных таксономических групп простейших и микроскопических многоклеточных организмов (клеток/мл).

Таксономические группы простейших, которые можно зарегистрировать в сенном растворе:

1. Бесцветные жгутиконосцы кл. Zooflagellata.

2. Зеленые жгутиконосцы отд. Euglenophyta.

3. Амебы р. Amoeba, кл. Sarcodina.

4. Ресничные инфузории родов Paramecium, Colpoda, Colpidium, Tetrahymena, Vorticella, Stylonychia, Oxytricha и др. (кл. Ciliata).

Также могут быть обнаружены многоклеточные животные:

1. Круглые черви кл. Nematoda.

2. Брюхоресничные черви кл. Gastrotricha.

3. Ползающие коловратки р. Rotaria кл. Rotatoria.

Периодичность наблюдений: 1 неделя.

Необходимое оборудование и материалы: оптический микроскоп «Микромед-1» (XS-810), чашка Петри, предметное и покровное стекла, мерная пипетка, фиксирующая жидкость (96-% спирт или 4-% формалин), пластилин.

Формы предоставления результатов исследования:

1. График динамики численности (плотности) зарегистрированных в сенном растворе таксономических групп организмов по неделям.

2. График изменения таксономического разнообразия организмов в ходе сукцессии сенного раствора с использованием расчета индекса Шеннона.

3. Дневник с описанием проведения эксперимента.

Структура доклада для контрольного занятия (итоговой мини-конференции):

1. Особенности протекания эксперимента.

2. Характер смены доминирующих таксонов и трофических групп организмов в ходе гетеротрофной сукцессии.

3. Тенденции изменения общей численности и таксономического разнообразия организмов в сенном растворе в процессе сукцессии.

7. Образовательные технологии

Процесс организации познавательной деятельности студентов, обеспечивающий формирование заявленных компетенций, требует разнообразия образовательных технологий.

При проведении аудиторных занятий используются традиционные технологии сообщающего обучения, предполагающие передачу информации в готовом виде – в форме лекционного материала, излагаемого преподавателем в устной форме с дополнительным использованием демонстрационных (визуальных) методов обучения в виде текстовых записей, математических формул, рисунков и графиков на аудиторной доске, а также стендовых наглядных материалов – плакатов с таблицами, схемами и графиками. При этом студенты запоминают полученную информацию и заносят (записывают) ее в сжатом виде в индивидуальные тетрадные конспекты. В процессе самостоятельной работы студенты перечитывают законспектированный лекционный материал и рекомендованные учебные и справочные литературные источники.

Использование подобных традиционных обучающих технологий обеспечивает передачу теоретической информации, необходимой для запоминания и усвоения (анализа), от преподавателя к студенту.

В процессе изучения теоретических разделов курса и при проведении практических занятий используются новые образовательные технологии обучения, а именно:

- предоставление полезной информации в визуальной форме посредством демонстрации на большом экране компьютерных слайдовых презентаций с использованием проектора.

Подобные информационные технологии обеспечивают более полное и адекватное усвоение необходимого теоретического материала, способствуют формированию у бакалавров навыков работы с компьютерными программами, нормативно-методическими документами и Интернет-ресурсами, ориентируют на принятие грамотных и рациональных управленческих решений в области охраны окружающей среды и в конечном итоге повышают уровень сформированности компетенции ПК-9 с повышенного до продвинутого.

8. Программа самостоятельной работы студентов (СРС)

Структура СРС

Код формируемой компетенции	Тема	Вид	Форма	Объем учебной работы (часов)
ПК-9	Тема 1	П3	КСР	4
ПК-9	Тема 2.1	П3	КСР	4
ПК-9	Тема 2.2	П3	КСР	4
ПК-9	Тема 3.1	П3	КСР	4
ПК-9	Тема 3.2	П3	КСР	4
ПК-9	Тема 3.3	ПЗ, ПКЭ	КСР	4 + 4
ПК-9	Тема 4	ПКЭ + ПД	КСР	4 + 6

Виды СРС:

подготовка и контроль эксперимента (ПКЭ);
подготовка доклада и презентации по итогам эксперимента (ПД);
подготовка к зачету (ПЗ).

По одной теме может быть несколько видов СРС.

Формы СРС:

СРС без участия преподавателя (БУ);
контроль СРС преподавателем (КСР).

Формы самостоятельной работы: работа с учебно-методической, научной справочной литературой по темам и разделам курса; работа с конспектами лекционных занятий; обеспечение непрерывного протекания эксперимента по теме лабораторных занятий в домашних условиях; применение теоретической информации, полученной на лекциях, на практике в процессе подготовки и выполнения индивидуальных выпускных квалификационных работ.

Формы контроля самостоятельной работы: оценка текущего состояния эксперимента, а также выступления и презентации доклада на итоговой мини-конференции, индивидуальные консультации и собеседования.

Названия тем дисциплины приведены в разделе 4 данной рабочей программы.

Список рекомендуемой для самостоятельной работы учебной, справочной и методической литературы приведен в разделе 10 данной рабочей программы.

График контроля СРС

Недели (6-й семестр)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
-	-	-	-	-	-	-	-	лр	лр	лр	лр	лр	лр	лр	-	ик, з

Условные обозначения: лр – лабораторно-экспериментальная работа, ик – итоговая мини-конференция, з – зачет.

9. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и итоговой аттестации

по дисциплине

Оценка качества освоения дисциплины включает текущий контроль успеваемости обучающихся, промежуточную аттестацию на итоговой мини-конференции их итоговую (окончательную) аттестацию на зачете.

Текущий контроль проводится в форме 5-балльной оценки выполнения лабораторно-экспериментальной работы на каждом занятии, проверки конспектов лекционных занятий и анализа посещаемости аудиторных занятий. Промежуточный контроль выполнения лабораторно-экспериментальной работы осуществляется в форме оценки докладов-выступлений с презентациями на мини-конференции.

Критерии балльной оценки докладов-выступлений

- полнота и правильность проведенного эксперимента (0-5 баллов);

- наглядность и корректность графиков (0-5 баллов);

- регламент и ораторское мастерство (0-5 баллов);

- анализ результатов и ответы на вопросы (0-5 баллов).

Итоговая аттестация уровня освоения разделов и тем дисциплины и сформированности компетенции ПК-9 проводится в виде зачета в устной форме.

Примерный перечень вопросов к зачету

Модели, их виды и назначение. Этапы моделирования, принципы и правила построения моделей.
Классические модели динамики численности популяции.
Рекуррентные уравнения как модели динамики численности популяции.
Модели динамики численности популяций с учетом их возрастной структуры.
Модели динамики численности популяций с учетом их половой структуры.
Классическая модель Лотки-Вольтерра «хищник-жертва» и возможные пути ее модификации.
Непараметрические модели системы «хищник-жертва».
«Эффект запаздывания» в моделях. Инерционность механизмов регуляции численности популяции.
«Эффект насыщения» в моделях. Непараметрическая модель системы «фитофаг-энтомофаг».
Непараметрическая модель системы «ресурс-потребитель» и ее модификации.
Модели конкурентных взаимодействий двух видов.
Принцип «узкого места» и его использование в биологических и экологических моделях.
Модель смены лимитирующих факторов популяции с жестким переключением.
Модель потребления популяцией взаимозаменяемых лимитирующих элементов питания.
Модели динамики биомассы популяции в замкнутой системе и хемостате.
Модели влияния физических факторов среды на эколого-физиологические характеристики популяций.
«Эффект группы» в моделях и его роль в регуляции численности популяции.
Модель системы «хищник-жертва» с замкнутым круговоротом лимитирующего элемента питания.
Модели трехвидовой системы «хищник-жертвы» с учетом избирательности питания.
Модель сукцессии сообщества со специализированным питанием консументов.
Модель сукцессии сообщества с гибкой пищевой стратегией консументов.
Принципы имитационного моделирования экосистем. Оценка адекватности имитационных моделей.

10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная учебно-методическая литература

Алексеев В.В., Крышев И.И., Садыкина Т.Г. Физическое и математическое моделирование экосистем. С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1992. 366 с.
Недорезов Л.В. Лекции по математической экологии. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1997. 161 с.
Ризниченко Г.Ю. Математические модели в биофизике и экологии. М., 2003. 184 с.
Романов М.Ф., Федоров М.П. Математические методы и модели в экологии. М.: Иван Федоров, 2003. 240 с.
Семевский Ф.Н., Семенов С.М. Математическое моделирование экологических процессов. М.: УРСС, 1982. 280 с.
Смит Дж.М. Модели в экологии. М.: Мир, 1976. 184 с.

Дополнительная учебно-методическая и справочная литература

Вольтерра В. Математическая теория борьбы за существование. М.: Наука, 1976. 288 с.
Динамическая теория биологических популяций / Под ред. А.А. Гимельфарба. М.: Наука, 1974. 456 с.
Джефферс Дж. Введение в системный анализ: применение в экологии. М.: Мир, 1981. 255 с.
Лапко А.В., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем. Новосибирск: Наука, 1999. 190 с.
Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й. За пределами роста. М.: Прогресс-Пангея, 1994. 304 с.
Розенберг Г.С., Шитиков В.К., Брусиловский П.М. Экологическое прогнозирование (функциональные предикторы временных рядов). Тольятти: ИЭВБ РАН, 1994. 182 с.
Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы, критерии, решения. М.: Наука, 2005. Кн.1. 281 с.

Периодические издания

1. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем (сборники статей). С.-Пб.: Гидрометеоиздат.

2. Экология (научный журнал). Екатеринбург: Изд-во ИЭРиЖ УрО РАН.

Справочная литература для обеспечения лабораторных занятий

1. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР / Отв. ред. Л.А. Кутикова, Я.И. Старобогатов. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 512 с.

2. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир, 1992. 182 с.

11. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Требования к аудитории (помещению, местам) для проведения занятий:

помещение площадью не менее 20 кв. м с хорошей акустикой и дневным освещением, имеющее в наличии не менее 20 сидячих мест (столов и стульев) для размещения студентов и рабочий стол с кафедрой для преподавателя.

Требования к аудиторному оборудованию, в том числе к неспециализированному компьютерному оборудованию и программному обеспечению общего пользования:

- аудиторная доска, мел, мокрая ветошь;

- ноутбук со стандартным программным обеспечением (пакет компьютерных программ MS Office, программа для просмотра видеофильмов);

- компьютерный проектор, рулонный экран, лазерная указка.

12. Регламент утверждения рабочей программы

Разработчик рабочей программы дисциплины

ФИО	Ученая степень	Ученое звание	Должность	Контактная информация (служебные E-mail и телефон)
Котегов Борис Георгиевич	к. б. н.	доцент	доцент каф. общ. экологии	kotegov@izh.com тел. раб. (3412) 916-433

Экспертиза рабочей программы

Первый уровень (оценка качества содержания программы и применяемых педагогических технологий)
Наименование кафедры	Дата заседания	№ протокола

Выписка из решения
Второй уровень (соответствие целям подготовки и учебному плану образовательной программы)
Уполномоченный орган (методическая комиисия)	Дата принятия решения	№ протокола

Выписка из решения

Иные документы об оценке качества рабочей программы дисциплины

(ФЭПО, отзывы работодателей, студентов и пр.)

Документ об оценке качества	Дата документа	№ протокола

Утверждение рабочей программы дисциплины

Уполномоченный орган (должностное лицо)	Дата принятия решения	№ документа

Внесение изменений в рабочую программу дисциплины

(обновление и переутверждение рабочей программы)

Уполномоченный орган (должностное лицо)	Дата принятия решения	№ протокола

Blog