| Закреплена за кафедрой | Кафедра природопользования и геоэкологии |
|---|---|
| Направление подготовки | 05.04.06. Экология и природопользование |
| Профиль | Управление природопользованием |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 05_04_06_Экология и природопользование_УП-2022 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 1 (1) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 15,5 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Практические | 22 | 22 | 22 | 22 |
| Сам. работа | 76 | 76 | 76 | 76 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра природопользования и геоэкологии
Протокол от 30.05.2022 г. № 15
Заведующий кафедрой Скрипко В.В., канд. геогр. наук, доцент
| 1.1. | Целью освоения дисциплины «Компьютерные технологии и статистические методы в экологии и природопользовании» является привить студентам практические навыки использования компьютерной техники для решения экологических задач. Изучаются основные широко известные программные продукты Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint, ArcGIS и др. Задачи курса: •Освоить применение в экологии офисных пакетов и пакетов прикладных статистических программ; •Освоить использование в экологии графических программ, ГИС-программ и др. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01 |
| ПК-3 | Способен использовать современные методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных исследований |
| ПК-3.1 | Знает основные результаты новейших исследований по проблемам экологии и природопользования, экологических исследований |
| ПК-3.2 | Выбирает наиболее эффективные методы решения научно-исследовательских задач в сфере управления природопользованием |
| ПК-3.3 | Владеет навыком получения необходимой исходной информации из разных источников, способами отбора, анализа и интерпретации полученной информации для решения поставленных научно-исследовательских задач в сфере управления природопользованием |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | ПК-3.1. Знает основные результаты новейших исследований по проблемам экологии и природопользования, экологических исследований; |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | ПК-3.2. Выбирает наиболее эффективные методы решения научно-исследовательских задач в сфере управления природопользованием; |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | ПК-3.3 Владеет навыком получения необходимой исходной информации из разных источников, способами отбора, анализа и интерпретации полученной информации для решения поставленных научно-исследовательских задач в сфере управления природопользованием. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Базовые понятия статистического анализа | ||||||
| 1.1. | Базовые понятия статистического анализа | Лекции | 1 | 1 | Л1.1 | |
| 1.2. | Оценка соответствия выборки закону нормального распределения | Сам. работа | 1 | 16 | Л1.1 | |
| Раздел 2. Корреляционный анализ | ||||||
| 2.1. | Корреляционный анализ | Лекции | 1 | 4 | Л1.1 | |
| 2.2. | Корреляционный анализ | Сам. работа | 1 | 16 | Л1.1 | |
| Раздел 3. Методы статистического обобщения данных в задачах эколого-географического районирования. Кластерный анализ | ||||||
| 3.1. | Методы статистического обобщения данных в задачах эколого-географического районирования. Кластерный анализ | Лекции | 1 | 3 | Л1.1 | |
| 3.2. | Лабораторная работа №1 Оценка экологической ситуации на территории промышленно-развитого города | Практические | 1 | 4 | Л1.1 | |
| 3.3. | Лабораторная работа № 2 Оценка экологической ситуации в крупном индустриально-аграрном регионе | Практические | 1 | 4 | Л1.1 | |
| 3.4. | Лабораторная работа № 3 Оценка эколого-хозяйственного баланса региона | Практические | 1 | 4 | Л1.1 | |
| 3.5. | Лабораторная работа № 4 Экологическая экспертиза размещения объектов повышенного экологического риска (на примере АЭС в РФ) | Практические | 1 | 2 | Л1.1 | |
| 3.6. | Лабораторная работа №5 Интегральная оценка качества жизни населения России | Практические | 1 | 4 | Л1.1 | |
| 3.7. | Методы статистического обобщения данных в задачах эколого-географического районирования. Кластерный анализ | Сам. работа | 1 | 22 | Л1.1 | |
| Раздел 4. Факторный анализ | ||||||
| 4.1. | Факторный анализ | Лекции | 1 | 2 | Л1.1 | |
| 4.2. | Лабораторная работа 6. Многомерный анализ экогеоданных | Практические | 1 | 4 | Л1.1 | |
| 4.3. | Факторный анализ | Сам. работа | 1 | 22 | Л1.1 | |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| ПК-3: Способен использовать современные методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных исследований 1. Какой метод статистической обработки данных используется для группировки схожих явлений или объектов на основе их характеристик? a) Регрессионный анализ b) Дисперсионный анализ c) Кластерный анализ d) Факторный анализ Верный ответ: c 2. Какой вид баз данных предполагает организацию данных в виде таблиц с реляционными связями между ними? a) Иерархические базы данных b) Сетевые базы данных c) Реляционные базы данных d) Объектно-ориентированные базы данных Верный ответ: c 3. Какой тип диаграммы в Excel наиболее подходит для отображения соотношения частей в целом? a) Гистограмма b) Круговая диаграмма c) Линейный график d) Точечная диаграмма Верный ответ: b 4. Какой статистический показатель используется для измерения силы и направления линейной связи между двумя переменными? a) Дисперсия b) Среднее значение c) Коэффициент корреляции d) Стандартное отклонение Верный ответ: c 5. Какой метод расчета линейного тренда используется для предсказания будущих значений на основе прошлых данных? a) Метод наименьших квадратов b) Метод главных компонент c) Кластерный анализ d) Факторный анализ Верный ответ: a 6. Какая из ниже перечисленных формул используется для вычисления среднего значения выборки? Верный ответ: a 7. Какой тип графика наиболее подходит для отображения изменений во времени? a) Круговая диаграмма b) Гистограмма c) Линейный график d) Диаграмма разброса Верный ответ: c 8. Какой метод статистической обработки данных используется для определения, насколько значения данных отличаются от среднего? a) Кластерный анализ b) Дисперсионный анализ c) Анализ выбросов d) Тест Стьюдента Верный ответ: c 9. Какой статистический индекс измеряет степень разброса значений в выборке? a) Среднее значение b) Коэффициент корреляции c) Дисперсия d) Коэффициент регрессии Верный ответ: c 10. Какой метод анализа данных используется для определения, какие переменные оказывают наибольшее влияние на зависимую переменную? a) Дисперсионный анализ b) Корреляционный анализ c) Факторный анализ d) Регрессионный анализ Верный ответ: d 11. Какой статистический метод используется для определения наличия линейной связи между двумя переменными? a) Тест Стьюдента b) Корреляционный анализ c) Кластерный анализ d) Дисперсионный анализ Верный ответ: b 12. Какой из следующих показателей наилучшим образом характеризует форму распределения данных? a) Среднее значение b) Дисперсия c) Квантиль d) Коэффициент корреляции Верный ответ: c 13. Какой статистический индекс измеряет степень линейной зависимости между двумя переменными? a) Коэффициент корреляции b) Дисперсия c) Коэффициент вариации d) Коэффициент регрессии Верный ответ: a 14. Какой тип графика в Excel используется для отображения распределения данных? a) Линейный график b) Гистограмма c) Круговая диаграмма d) Точечная диаграмма Верный ответ: b 15. Какой статистический метод используется для анализа влияния категориальных переменных на зависимую переменную? a) Дисперсионный анализ b) Регрессионный анализ c) Корреляционный анализ d) Анализ главных компонент Верный ответ: a 16. Какой инструмент Excel позволяет выполнять агрегирование данных, например, вычисление суммы или среднего значения для групп данных? a) PivotTable b) Solver c) Scenario Manager d) Data Validation Верный ответ: a 17. Какой инструмент Excel используется для поиска оптимального решения в задачах линейного программирования? a) PivotTable b) Solver c) Scenario Manager d) Data Validation Верный ответ: b 18. Какой метод анализа данных используется для определения наличия выбросов или аномалий в наборе данных? a) Кластерный анализ b) Дисперсионный анализ c) Анализ выбросов d) Регрессионный анализ Верный ответ: c 19. Какой инструмент в Excel позволяет создавать "сценарии" для анализа различных вариантов данных? a) PivotTable b) Solver c) Scenario Manager d) Data Validation Верный ответ: c 20. Какой статистический индекс измеряет относительную изменчивость данных? a) Среднее значение b) Дисперсия c) Квартиль d) Стандартное отклонение Верный ответ: d 21. Какой статистический метод используется для анализа зависимости между двумя категориальными переменными? a) Тест Стьюдента b) Корреляционный анализ c) Анализ дисперсии d) Таблица сопряженности Верный ответ: d 22. Какой инструмент Excel позволяет выполнять оптимизацию задач, такие как выбор наилучших решений при ограничениях? a) PivotTable b) Solver c) Scenario Manager d) Data Validation Верный ответ: b 23. Какой статистический индекс измеряет разброс данных вокруг среднего значения? a) Коэффициент корреляции b) Дисперсия c) Коэффициент регрессии d) Стандартное отклонение Верный ответ: d 24. Какой инструмент Excel используется для валидации данных и ограничения ввода в ячейки? a) PivotTable b) Solver c) Scenario Manager d) Data Validation Верный ответ: d 25. Какой статистический метод используется для анализа различий между более чем двумя группами данных? a) Дисперсионный анализ b) Регрессионный анализ c) Корреляционный анализ d) Анализ выбросов Верный ответ: a 26. Какая функция в Microsoft Excel используется для нахождения суммы значений в заданном диапазоне ячеек? a) СУММ b) СРЗНАЧ c) МАКС d) МИН Верный ответ: a 27. Какие из ниже перечисленных функций Excel используются для вычисления стандартного отклонения? a) СУММ и СРЗНАЧ b) МАКС и МИН c) СТАНДОТКЛ и ДИСП d) КОЛИЧ и КОЛИЧЗНАЧ Верный ответ: c 28. Какой инструмент в Excel используется для выполнения статистического теста на равенство средних значений двух выборок? a) Т.ТЕСТ b) З.ТЕСТ c) АНОВА d) СРАВН_ДВЕ_ВЫБ Верный ответ: a 29. Какой статистический метод используется для определения наличия линейной связи между двумя переменными? a) Т.ТЕСТ b) КОРРЕЛ c) КЛАСТЕР d) Д.ТЕСТ Верный ответ: b 30. Какой инструмент Excel позволяет выполнять агрегирование данных, например, вычисление суммы или среднего значения для групп данных? a) СВОДНАЯ_ТАБЛИЦА b) СОЛВЕР c) УСЛОВНОЕ_ФОРМАТИРОВАНИЕ d) ПОДТВЕРЖДЕНИЕ_ДАННЫХ Верный ответ: a 1. Методы ___________ явлений в экологии позволяют выявлять группы схожих объектов на основе их характеристик, что полезно для анализа разнообразия. Ответ: кластеризации 2. Обработка баз данных в экологических исследованиях включает в себя сортировку, фильтрацию и агрегацию данных для выявления закономерностей и трендов. Ответ: закономерностей 3. Работа в _____ позволяет проводить быстрый анализ данных и создавать графики для визуализации показателей. Ответ: Excel 4. _________ является статистической мерой, используемой для определения взаимосвязи между экологическими переменными, например, между популяцией видов и их средой обитания. Ответ: Корреляция 5. Методы расчета _________ тренда применяются для определения направления и интенсивности изменений экологических параметров во времени. Ответ: линейного 6. Отклонения в экологических данных могут указывать на наличие _______ событий или изменений в окружающей среде. Ответ: аномальных 7. ____________ данных в экологии позволяет сравнивать показатели разных исследований и регионов, учитывая разные единицы измерения. Ответ: стандартизация 8. Правила оформления графиков и диаграмм включают в себя _______ осей, легенды и выбор наиболее подходящего типа графика для представления данных. Ответ: подписи 9. В экологических исследованиях используются различные статистические тесты, такие как t-тест и анализ дисперсии, для проверки _______ и сравнения групп. Ответ: гипотез 10. ____________ анализ позволяет исследовать зависимость между одной зависимой переменной и одной или несколькими независимыми переменными в экологических исследованиях. Ответ: Регрессионный 11. Программы для статистического анализа, такие как R и ______ с библиотекой pandas, предоставляют мощные инструменты для работы с экологическими данными. Ответ: Python 12. Анализ _________ рядов используется для изучения долгосрочных изменений в экосистемах и климате. Ответ: временных 13. Анализ _________ регрессии позволяет учитывать несколько независимых переменных при объяснении изменений в зависимой переменной. Ответ: множественной 14. Для _____ биоразнообразия и видового состава используются индексы Шеннона и Симпсона. Ответ: оценки 15. ____________ анализ помогает оптимизировать размещение природоохранных объектов и ресурсов. Ответ: геопространственный 16. Метод множественных кластеров позволяет ___________ экологические объекты по нескольким признакам одновременно. Ответ: группировать 17. Применение экологического _________ позволяет прогнозировать последствия изменений в экосистемах. Ответ: моделирования 18. Для анализа временных данных используются методы ________ временных рядов. Ответ: декомпозиции 19. Программирование на языках Python и R позволяет создавать собственные ______ анализа данных. Ответ: алгоритмы 20. В экологии широко применяются методы многомерного шкалирования для __________ пространственных данных. Ответ: визуализации 21. Анализ _________ встречаемости видов позволяет оценить их распространение и структуру популяции. Ответ: частоты 22. В экологических исследованиях часто используются методы обобщенной ________ модели (GLM - Generalized Linear Models) для анализа связей между переменными. Ответ: линейной 23. Для анализа пространственных данных часто применяются геостатистические методы _________ - сплайн, кригинг и IDW. Ответ: интерполяции |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| не предусмотрено |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Хрущева И.В., Щербаков В.И., Леванова Д.С | Основы математической статистики и теории случайных процессов: Пособие | Лань, 2009 | e.lanbook.com |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Сайт Госкомстата РФ http://www.gks.ru | |||
| Э2 | поисковая система GOOGLE http://www.google.ru/ | |||
| Э3 | Сайт GIS-Lab Геоинформационные системы и дистанционное зондирование Земли http://gis-lab.info/ | |||
| Э4 | Курс в Moodle «Компьютерные технологии и статистические методы в экологии и природопользовании» | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses ), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt ), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TO U-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Профессиональные базы данных: 1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); 2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); 3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru) 4. Справочная информационная система ArcGIS Resources online: http://resources.arcgis.com/ru/help/ 5. Онлайн-энциклопедия «Вики-GIS-Lab»: http://wiki.gis-lab.info/w/Категория:Опубликованные _статьи | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 406М | лаборатория "Научно-образовательный центр геоинформационных технологий" - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 16 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска магнитно-маркерная – 1 шт.; компьютеры: ACPI x64-based PC, Intel (R) Core (TM) i5-3470, 3200 MHz, 3200 MHz – 15 ед.; интерактивная доска: Triumph MULTI TOUCH 78 – 1ед. |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| 8.1 Методические указания обучающимся к лекциям В ходе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспектирование лекций – сложный вид вузовской аудиторной работы, предполагающий интенсивную умственную деятельность студента. В процессе конспектирования не следует записывать дословно всю лекцию. Целесообразно вначале понять основную мысль, излагаемую лектором, а затем записать ее. Желательно запись осуществлять, оставляя поля, на которых позднее, при самостоятельной работе с конспектом, можно сделать дополнительные записи, отметить непонятные места. Конспект лекции лучше подразделять на пункты, соблюдая красную строку. Этому в большой степени будут способствовать вопросы плана лекции, предложенные преподавателям. Следует обращать внимание на акценты, выводы, которые делает лектор, отмечая наиболее важные моменты в лекционном материале замечаниями «важно», «хорошо запомнить» и т.п. Можно делать это и с помощью разноцветных маркеров или ручек, подчеркивая термины и определения. Целесообразно разработать собственную систему сокращений, аббревиатур и символов общераспространенных слов и выражений. Специфичные термины и их сокращения преподавателем будут акцентированы преподавателем дополнительно. Работа над конспектом лекции не заканчивается в лекционной аудитории, а продолжается студентом дома, при этом обучающийся повторно знакомится с содержанием лекционного материала, знакомится с рекомендованной литературой, делает себе пометки в тексте лекции, или продолжает конспект. Работая над конспектом лекций, всегда необходимо использовать не только учебник, но и ту литературу, которую дополнительно рекомендовал лектор. Именно такая серьезная, кропотливая работа с лекционным материалом позволит глубоко овладеть теоретическим материалом. 8.2. Методические указания обучающимся при подготовке к семинарам, практическим занятиям Семинары и практические занятия по дисциплине не предусмотрены. 8.3. Методические указания обучающимся при подготовке к выполнению лабораторных практикумов Лабораторные занятия – одна из форм учебного занятия, направленная на развитие самостоятельности учащихся и приобретение умений и навыков. Лабораторные занятия проводятся на компьютерах, что позволяет студентам привить практические навыки работы с различными компьютерными программами, получить опыт самостоятельной работы. Каждая лабораторная работа содержит: название темы, учебную цель, время выполнения, порядок работы, справочный материал, задание, содержание отчета, контрольные вопросы и задание на самостоятельную работу. Общий список литературы приведен в конце лабораторного практикума. В зависимости от подготовленности учебной группы и отдельных студентов преподаватель вправе перераспределить учебные часы между лабораторными работами. Справочный материал содержит сведения, необходимые студенту для выполнения лабораторной работы, а также может содержать пример выполнения задания. Индивидуальное задание выполняется студентом на компьютере и сохраняется в виде файла в папке, указанной преподавателем. Содержание отчета определяет тот объем (и форму) информации, которая должна быть представлена преподавателю при защите лабораторной работы. На контрольные вопросы студент должен быть готов ответить также при защите работы. 8.4. Методические указания обучающимся при выполнению курсовых работ Курсовые работы по дисциплине «Информатика и ГИС в экологии и природопользовании» не предусмотрены. 8.5. Методические указания обучающимся для организации самостоятельной работы Основной формой самостоятельной работы обучающихся является изучение конспекта лекций, их дополнение рекомендованной литературой, активное участие в лабораторных работах. Основой самостоятельной работы студентов является работа с рекомендованной литературой. Список основной и дополнительной литературы под дисциплине приведен в РПД. Изучение дисциплины следует начинать с проработки РПД, особое внимание, уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса. Правила самостоятельной работы с литературой - Составить перечень книг, с которыми Вам следует познакомиться; - Перечень книг должен быть систематизированным (что необходимо для обязательного прочтения, что пригодится для написания рефератов, а что может расширить Вашу общую культуру и т.д.). - Не пытайтесь читать быстро, вынужденное скорочтение не только не способствует качеству чтения, но и не приносит чувства удовлетворения, которое мы получаем, размышляя о прочитанном. |