МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Компьютерные технологии в экологии и природопользовании

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра ботаники
Направление подготовки05.04.06. Экология и природопользование
ПрофильЭкологический мониторинг и оценка состояния окружающей среды
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план05_04_06_Экомониторинг-2-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 32
самостоятельная работа 76
Виды контроля по семестрам
зачеты: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 16
Вид занятий УПРПДУПРПД
Практические 32 32 32 32
Сам. работа 76 76 76 76
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.б.н., доц., Ваганов А.В.

Рецензент(ы):
д.б.н., проф., Соколова Г.Г.

Рабочая программа дисциплины
Компьютерные технологии в экологии и природопользовании

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 05.04.06 Экология и природопользование (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 23.09.2015г. №1041)

составлена на основании учебного плана:
05.04.06 Экология и природопользование
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра ботаники

Протокол от 16.06.2020 г. № 7
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
Силантьвеа М.М.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра ботаники

Протокол от 16.06.2020 г. № 7
Заведующий кафедрой Силантьвеа М.М.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель освоения дисциплины - знакомство магистрантов биологического факультета с современными компьютерными технологиями в биологии и экологии.
Способствует развитию практических навыков использования различных современных информационных технологий применительно к биологическим данным при решении профессиональных задач. Знакомит с основными современными тенденциями использования компьютерных технологий в научно-исследовательской и образовательной деятельности в области биологии и экологии. Получение навыков работы с пакетами программ из области биоинформатики, прикладных IT-решений и глобальными ресурсами Сети Интернет для эффективной работы биолога-исследователя.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОК-1 способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу;
ОПК-2 способностью применять современные компьютерные технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации и для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности
ОПК-6 владением методами оценки репрезентативности материала, объема выборок при проведении количественных исследований, статистическими методами сравнения полученных данных и определения закономерностей
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- о базовых знаниях в области математики и естественных наук;
- о методах работы с биологическими объектами в полевых и лабораторных условиях, анализе и синтезе полевой и лабор. биол. информации, научно-техн. проектах и отчетах;
- знать понятие информационных технологий, передачи, обработки и накопления информации;
- знать особенности биологических объектов моделирования и методики экспериментальной оценки их свойств;
- перечислить виды математических методов применяемых в современной биологии;
- основные понятия компьютерной и вычислительной биологии.
3.2.Уметь:
3.2.1.- верно трактовать результаты полученные в результаты практических исследований полученных в результате полевой и лабораторной работы;
- уметь осуществлять выбор необходимого вида программы для выполнения конкретных задач в своей профессиональной деятельности;
- уметь адекватно ставить задачи исследования и оптимизации сложных объектов на основе методов математического моделирования.;
- применять правильно различные виды математических расчетов и анализов в компьютерных средах при обработке данных полученных в результате биологических исследований;
- верно трактовать результаты полученные в результаты практических исследований полученных в результате полевой и лабораторной работы.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- проводить обработку и создание графики, выполнять компьютерную визуализацию результатов экологических исследований;
- владеть навыками работы с моделями живых объектов и систем;
- владеть подходами к исследованию живых систем в различных профильных дисциплинах биологии;
- применить на практике выбор необходимого вида программы для выполнения конкретных задач в своей профессиональной деятельности;
- самостоятельно обрабатывать и подготавливать данные полевой и лабораторной информации для научно технических отчетов.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Источники информации и возможности сети Интернет
1.1. Сеть Интернет для биолога: правила и приемы адресного поиска информации, полезные ресурсы для биолога, поиск научной литературы и источников информации; базы цитирования, научные электронные библиотеки. Практические 1 2 ОК-1, ОПК-2 Л1.2, Л1.1
1.2. Сбор актуальных сведений по всем известным первоисточникам в сети Интернет. Организация поиска информации об объектах исследования в сети Интернет. Практические 1 10 ОПК-6 Л2.1, Л1.2
Раздел 2. Глобальный доступ к данным по биоразнообразию
2.1. Знакомство со специализированными биологическими базами данных; электронных депозитариях (коллекциях) научных центров, институтов, университетах. Практические 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л2.1, Л1.2
2.2. Получение научной графической и текстовой информации об объектах исследования. Практические 1 10 ОПК-6 Л2.1, Л1.2
Раздел 3. Биоинформатика и анализ ДНК объектов исследования
3.1. Современные молекулярно-генетические методы для решения проблем эволюции и филогении Практические 1 4 ОК-1, ОПК-2 Л2.1, Л1.2, Л1.1
3.2. Подготовка сиквенсов (нуклеотидных последовательностей ДНК) полученных с генбанков в сети Интернет и создание филогенетического дерева по определенной группе объектов (НИР) Сам. работа 1 38 ОК-1, ОПК-6 Л2.2, Л1.1
Раздел 4. Представление результатов индивидуального проекта
4.1. Понятие презентации и её основное содержание; классификация всего разнообразия мира презентаций; особенности работы с цветом, стилем изложения, шрифтом, иллюстративным рядом. Практические 1 4 ОК-1, ОПК-2, ОПК-6 Л1.2, Л1.1
4.2. Подготовка отчета в виде презентации и защита итоговой исследовательской работы по курсу. Сам. работа 1 38 ОК-1, ОПК-6 Л2.1, Л1.2, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
См. Приложение "Фонд оценочных средств"
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
См. Приложение "Фонд оценочных средств"
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
См. Приложение "Фонд оценочных средств"

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. В 2-х частях. Часть 2: учебник СПб. : Лань, 2021 e.lanbook.com
Л1.2 Дронов С.В. Математическая статистика: АлтГУ, 2016 elibrary.asu.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Гераськин С.А., Сарапульцева Е.И. Биологический контроль окружающей среды: генетический мониторинг: учеб. пособие для вузов М.: Академия, 2010 16
Л2.2 Воскобойников Ю.Е. Регрессионный анализ данных в пакете MATHCAD + CD : Учебное пособие "Лань" / ЭБС "Лань" , 2011 г. e.lanbook.com
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Биометрика www.biometrica.tomsk.ru
Э2 Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова Биологический факультет Кафедра биофизики www.biophys.msu.ru
Э3 bioinformatics.ru/Bioinformatics and data analysis bioinformatics.ru
Э4 МБЦ Scopus www.scopus.com
Э5 НБЦ НЭБ "Elibrary" elibrary.ru
Э6 Академия Google scholar.google.ru
Э7 База данных значений хромосом CCDB ccdb.tau.ac.il
Э8 База данных размера генома KEW data.kew.org
Э9 Глобальная информационная система по биоразнообразию www.gbif.org
Э10 Курс в системе Moodle portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
ОС «Windows», Microsoft Office, 7-Zip, AcrobatReader, Chrome
6.4. Перечень информационных справочных систем
Научная электронная библиотека http://www.e-library.ru
МБЦ Scopus [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.scopus.com. – Загл. с экрана.
НБЦ НЭБ "Elibrary" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://elibrary.ru/authors.asp. – Загл. с экрана.
Академия Google [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://scholar.google.ru/. – Загл. с экрана.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
106Л помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Стеллажи – 3 шт. осциллограф, паяльная станция, источник тока, переносные ноутбуки
119Л абонемент и читальный зал научной литературы фен – помещение для самостоятельной работы Учебная мебель на 44 посадочных места; компьютер; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
203Л лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 14 посадочных мест; компьютеры: марка ASUS модель i5-6500 - 14 единиц

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Приступая к изучению дисциплины, студент должен ознакомиться с содержанием, рабочей программы дисциплины «Компьютерные технологии в экологии и природопользовании».
Дисциплина «Компьютерные технологии в экологии и природопользовании» включает несколько видов занятий, которые в совокупности обеспечивают её усвоение, это: практические занятия и самостоятельная работа.
Важным элементом обучения студента является самостоятельная работа. Задачами самостоятельной работы является приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы на основании анализа текстов литературных источников и применения различных методов исследования; выработка умения самостоятельно и критически подходить к изучаемому материалу.
Работа с учебной и научной литературой является главной формой самостоятельной работы и необходима при подготовке к текущему контролю знаний или промежуточной аттестации. Она включает проработку лекционного материала, а также изучение рекомендованных источников и литературы по тематике лекций. При самостоятельном изучении теоретической темы студент, используя рекомендованные в РПД литературные источники и электронные ресурсы, должен ответить на контрольные вопросы или выполнить задания, предложенные преподавателем.
Практические занятия проводятся с целью углубления и закрепления знаний, полученных на лекциях, в также, в ходе самостоятельной работы. При подготовке к практическому занятию студенту необходимо повторить материал по заданной теме; изучить теоретический материал, рекомендованный преподавателем, продумать ответы на контрольные вопросы. Конспекты научной литературы при самостоятельной подготовке к занятиям должны быть выполнены также аккуратно, содержать ответы на каждый поставленный в теме вопрос, иметь ссылку на источник информации с обязательным указанием автора, названия и года издания используемой научной литературы. В течение семестра проводится текущий контроль знаний и промежуточная аттестация студентов. Текущий контроль осуществляется на каждом практическом занятии в виде фронтального, выборочного, группового или индивидуального опроса в устной или письменной форме с целью проверки формирования компетенций, изложенных в ФОС.
Промежуточная аттестация осуществляется по завершению изучения дисциплины в форме зачета.
Преподаватель может досрочно освобождать от промежуточной аттестации студента с выставлением автоматической оценки за проявленное усердие при освоении дисциплины или по итогам учета показателей балльно-рейтинговой системы.
В ходе освоения первого раздела магистранты осваивают подходы и способы работы с источниками биологической информации и возможностями Сети интернет. Производят сбор актуальных сведений из всех известных подтвержденных (научно обоснованных) источников (с указанием первоисточника информации).
Во втором разделе путем доступа к данным по биоразнообразию магистранты производят сбор сведений о биологических объектах (животные, растения, грибы, лишайники, микробы), с разрозненных депозитариев (коллекций) научных центров, институтов, университетов.
В третьем разделе магистранты знакомятся с возможностями биоинформатики и производят первичный анализ ДНК объектов исследования, путем работы с практическими руководствами по данному разделу и дополнительными учебными материалами.
В заключительных разделах студент представляет результаты работы по индивидуальным объектам, проходит тест и заполняет дополнительные анкеты обратной связи по окончанию курса.