1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель дисциплины – дать знания об основных принципах планирования, проведения, оформления результатов научных исследований.

Основные задачи дисциплины заключаются в формировании знаний по следующим направлениям:

использование научной методологии в экологии, методы теоретических и экспериментальных исследований, обработки результатов эксперимента в современных пакетах прикладных программ, методы решения изобретательских задач, методы моделирования в экологии.

Изучение курса базируется на знании таких естественнонаучных дисциплин, как “Информатика”, общепрофессиональных химико-технологических дисциплин: “Экология”, “Физическая химия”, “Общая химическая технология” и специальных дисциплин – “Промышленная экология”, “Химия окружающей среды”, “Мониторинг окружающей среды”.

2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины студенты должны

2.1 Знать

2.2 Уметь

2.3 Владеть

3 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

3.1 Система учета трудоемкости в академических часах

Таблица 3.1 – Трудоемкость дисциплины в академических часах (по формам

обучения и технологиям обучения)

4 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Разделы дисциплины и виды занятий

Таблица 4.1 – Перечень разделов дисциплины с указанием трудоемкости их освоения

(по формам обучения и технологии обучения)

4.2 Содержание разделов дисциплины

4.2.1 Введение

Цели, задачи дисциплины, место в подготовке инженеров-экологов по специальности 320700. Формы контроля самостоятельной работы. Учебная литература для самостоятельной работы.

4.2.2  Раздел 1. Роль знаний на современном этапе развития общества. Экономика знаний

       Научные исследования – основа для технологического и конструкционного проектирования экологически чистых производств. Понятие “экономика знаний”, основные особенности экономики знаний.

4.2.3 Раздел 2. Структура научно-исследовательских работ. Охрана интеллектуальной собственности

       Выбор направлений научных исследований. Требования к теме научно-исследовательской работы. Оценка перспективности научных исследований. Структура научно-исследовательских, теоретических и экспериментальных, работ. Охрана интеллектуальной собственности, создаваемой при выполнении научных исследований.

4.2.4 Раздел 3. Информационный поиск, оформление и представление результатов научно-исследовательских работ

       Методы информационного поиска. Научно-техническая литература – обзоры, монографии, периодические издания, материалы конференций, отчеты о НИР и ОКР. Информационный поиск в Интернете. Методы создания и представления научного доклада. Методы представления графической информации. ГОСТ 7.32-2001 Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

4.2.5 Раздел 4. Методология теоретических и экспериментальных исследований

       Законы и формы мышления. Методология теоретических и экспериментальных научных исследований. Анализ экспериментальных данных.

4.2.6 Раздел 5. Методы математико-статистического планирования и обработки результатов эксперимента

Элементы математической статистики и ее приложения. Методы корреляционного и регрессионного анализа. Математические основы планирования эксперимента. Математические методы оптимизации эксперимента.

4.2.7 Раздел 6. Решение изобретательских задач. Типовые приемы устранения технических противоречий

       Процесс изобретательского творчества: выбор задачи, поисковой концепции, сбор информации, поиск идеи решения, развитие идеи в конструкцию, внедрение. Уровни этапов творческого процесса: использование готового объекта, выбор готового объекта из нескольких, частичное изменение объекта, создание нового объекта, создание нового комплекса объектов. Типовые приемы устранения технических противоречий при создании экологически чистых технологий.

4.2.8 Раздел 7. Моделирование в экологии

       Моделирование при решении задач экологии. Имитационные и качественные модели. Модели популяционной динамики, анализ изменений состояния экосистем, экологические системы в случайной среде. Статистические модели регрессионного типа.

4.2.9 Заключение

Применение научного подхода к решению научных проблем экологии. Возможности реализации принципов экономики знаний при решении экологических проблем.

5 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Форма обучения очная

6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1 Рекомендуемая литература

6.1.1 Основная литература

Все перечисленные источники имеются в библиотеке УГТУ-УПИ.

Содержит материал: к разделу 2 - по выбору направлений научно-исследовательской работы и оценке эффективности научных исследований (с.79-84), к разделам 2, 3 - по задачам и методам теоретических исследований (с.130-135), к разделу 3 - по использованию математических методов в исследованиях (с.136-160), к разделам 2, 4 - по экспериментальным исследованиям (с.244-257), к разделу 5 - по организации работы с научной литературой (с.121-129).

2.        Гартман компьютерного моделирования химико-технологических процессов. Учебное пособие для вузов. , . – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 416 с.

Содержит материал: к разделу 1 - по использованию информационных технологий на различных этапах жизненного цикла, к разделам 3, 4 – по математическому обеспечению анализа проектных решений, по использованию систем автоматизированного проектирования.

3. Папковская научных исследований. 2002.

Содержит материал: к разделу 2 - по выбору направлений научно-исследовательской работы и оценке эффективности научных исследований: Курс лекций/. − Минск: Информпресс, 2002. – 176.

Содержит материал к разделам 2, 3 - по задачам и методам теоретических исследований (с.140-155).

4. Аверченков научного творчества/, ; М-во образования РФ. Брян. гос. тех. ун-т. – Брянск: БГГУ, 2000. – 179 с.

Содержит материал: к разделу 2 - по выбору направлений научно-исследовательской работы и оценке эффективности научных исследований (с.79-84), к разделам 2, 3 - по задачам и методам теоретических исследований (с.130-135),

5. и др. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Уч. пособие.. - М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.

Содержит материал: к разделу 3 об основных характеристиках случайных величин (с.9-21), об определении параметров функции распределения (с.22-29, с.36-40 с.49-53), о методах корреляционного и регрессионного анализа (с.127-137, с.150-154), о методах планирования эксперимента (с.158-174, с.200-206).

6. Аникин обработка результатов эксперимента в химической технологии. Екатеринбург: УГТУ, 2002.- 52 с.

Содержит методические указания для выполнения практических работ, перечисленных в таблице 3 данной программы, а также заданий для самостоятельной работы студентов.

Содержит материал: к разделу 5 – о дисперсионном анализе и его применении в экологических исследованиях (с.178-189), к разделу 7 – о простейших математических моделях популяционной динамики (с.20-40),о моделях динамики численности (с.108-124).

Содержит примеры к разделу 7 (материал приведен в разделе «Дополнительные материалы»).

Содержит материал к разделу 7 – математическое моделирование в экологии.

Содержит материал к разделу 7 – математическое моделирование в экологии.

Содержит методологию и практические примеры работы на компьютере в пакете Word 7.0.

Содержит материалы к разделу 3 по использованию ресурсов Интернет для поиска химико-технологической информации.

14. Закон Российской Федерации «Об авторском праве и смежных правах». – М.: «Ось-89», 2004. – 48 с.

Содержит материал к разделу 2, материал приведен в разделе «Дополнительные материалы».

15. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды». – М.: «Ось-89», 2004. –64 с.

Содержит материал по вопросам охраны окружающей среды для формирования исследовательских задач в области экологии к разделам 2, 4, 7.

16. http://www. statsoft. ru – Статистический портал.

17. http://www. exponenta. ru – Образовательный математический сайт.

18. http://www. ecoportal. ru/news - Новости по охране окружающей среды.

19. http://www. ecoinfo. spb. ru - Экологические документы.

6.1.2 Дополнительная литература

Все перечисленные источники имеются в библиотеке УГТУ-УПИ.

1. и др. Книга для начинающего исследователя - химика. - Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1987. - 279 с.

Содержит материал к разделу 3, - о статистической обработке экспериментальных данных (с.61-71), об оценке пригодности экспериментальных данных (с.82-89); к разделу 5 – о работе со специальной литературой (с.218-235).

2. татистика в аналитической химии: Пер. с нем. - М.: Мир, 1994. - 268с.

Содержит конкретные примеры по обработке экспериментального материала математико-статистическими методами.

3. Альтшуллер изобретений. М.: «Московский рабочий», 1973. – 296 с.

Содержит материал к разделу 6 по решению изобретательских задач. Полный перечень типовых приемов устранения технических противоречий приведен в разделе «Дополнительный материал» (с.140-147).

6.1.3 Методические разработки кафедры

В данном разделе приводится перечень методических разработок кафедры, с учетом сроков «устаревания» для блоков дисциплин.

Для дисциплин с лабораторным практикумом в данном разделе должны быть приведены соответствующие методические разработки кафедры.

1. Основы научных исследований в экологии : тесты / сост. . Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. ─ 54 с.

1. Аникин обработка результатов эксперимента в химической технологии. Екатеринбург: УГТУ, 2006.- 52 с.

2. и др. Создание деловой документации в текстовом процессоре MS Word. Екатеринбург: УГТУ, 2001.- 88 с.

3. , , Жлудов в химической технологии. Екатеринбург: УГТУ, 2001.- 36 с.

6.2 Средства обеспечения освоения дисциплины

6.2.1 Перечень средств обеспечения

В процессе изучения дисциплины используются:

раздаточный материал для изучения лекционного материала; учебный материал в электронном виде; контрольные вопросы по курсу для подготовки к сдаче семестровой аттестации и экзамена.

6.2.2 Программно-информационное обеспечение дисциплины

Приводится список программно-информационных источников, используемых студентами при изучении дисциплины. Для систематизации источников рекомендуется использовать классификацию, введенную в АИС УУП, например,

обучающие системы.

1. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы научных исследований в экологии» информационный портал УГТУ-УПИ, www. study. ustu. ru

2. Система тестирования знаний: Основы научных исследований в экологии : тесты / сост. . Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. ─ 54 с.

7 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1 Общие требования

Лекционный материал должен изучаться в специализированной аудитории, оснащенной современным компьютером с подключенным к нему цветным сканером и цветным принтером; проектором с видеотерминала персонального компьютера на настенный экран.

Лабораторные работы должны выполняться в специализированных классах, оснащенных современными персональными компьютерами и программным обеспечением, в соответствии с тематикой изучаемого материала; число рабочих мест в классах должно быть таким, чтобы обеспечивалась индивидуальная работа студента на отдельном персональном компьютере; цветными сканером и принтером.

7.2 Сведения об оснащенности дисциплины специализированным и лабораторным оборудованием

Настоящий раздел является обязательным для дисциплин, имеющих лабораторный практикум. В данном разделе необходимо привести перечень специализированного и лабораторного оборудования, используемого студентами при выполнении лабораторных работ, перечень которых приведен в таблице 5.1.

Лабораторный практикум выполняется в специализированном компьютерном классе химико-технологического факультета УГТУ-УПИ, рассчитанном на 15 посадочных мест. При выполнении лабораторных работ используется программное обеспечение в соответствии с содержанием дисциплины (пакеты MS Office 2003).

8 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В настоящем разделе приведены методические рекомендации для преподавателей, студентов. Кроме того, показана тематика самостоятельной работы студентов (СРС), предусмотренная данной рабочей программой дисциплины (см. таблицу 3.1).

8.1 Рекомендации для преподавателя

глубокое освоение теоретических аспектов тематики курса, ознакомление, переработка литературных источников; составление списка литературы, обязательной для изучения и дополнительной литературы; проведение собственных исследований в этой области; разработка методики изложения курса: структуры и последовательности изложения материала; составление тестовых заданий, контрольных вопросов; разработка методики проведения и совершенствование тематики лабораторных работ; использование в лабораторном практикуме реальных данных и получение имеющих практический смысл для курсового и дипломного проектирования по специальности, а также последующей работы в качестве инженера-эколога на промышленном предприятии; разработка методики самостоятельной работы студентов; постоянная корректировка структуры, содержания курса.

8.2 Рекомендации для студента

обязательное посещение лекций ведущего преподавателя; лекции – основное методическое руководство при изучении дисциплины, наиболее оптимальным образом структурированное и скорректированное на современный материал; в лекции глубоко и подробно, аргументировано и методологически строго рассматриваются главные проблемы темы; в лекции даются необходимые разные подходы к исследуемым проблемам; подготовка и активная работа на лабораторных занятиях; подготовка к лабораторным занятиям включает проработку материалов лекций, рекомендованной учебной литературы.

8.6 Перечень тем домашних работ

Настоящий раздел является обязательным для дисциплин, для которых предусмотрено выполнение домашних работ (см. таблицу 3.1).

Тема № 1: Информационный поиск        

По заданию преподавателя осуществить поиск краткой справки о физико-химических свойствах вещества, указать путь поиска, перечень задействованных каталогов, список использованных источников. В работе использовать основной, а также электронный каталог библиотеки УГТУ-УПИ для поиска справочной литературы.

Тема № 2: Применение типовых приемов устранения технических противоречий

По заданию преподавателя провести анализ изобретения, указать пути его возможного усовершенствования с применением типовых приемов устранения технических противоречий.

При выполнении домашнего задания использовать сайт www. fips. ru Патентной палаты РФ.

Тема № 3: Структура научно-исследовательских работ

       Представить макет оформления учебной научно-исследовательской работы, оформленный в соответствии с ГОСТ. В макете представить полный перечень составных частей научно-исследовательской работы: реферат, текст, таблица, рисунок, фотография, список использованных источников, приложение и др.

Тема № 4: Методология теоретических и экспериментальных исследований

       Представить план проведения экспериментальных работ по определению физико-химической величины органического вещества по заданию преподавателя. Использовать справочную литературу, подобранную в предыдущем домашнем задании.

8.10 Перечень контрольных вопросов для подготовки к итоговой аттестации по дисциплине

Перечень контрольных вопросов к экзамену

1. Научные исследования – основа для технологического и конструкционного проектирования экологически чистых производств

2. Понятие научного знания

3. Наука как отрасль знания и ее связь с вопросами этики, эстетики, философии и религии

4. Лженаука и признаки «великого» открытия

5. Свойства знаний

6. Вопросы экономики знаний

7. Классификация научно-исследовательских работ

8. Выбор направлений научных исследований

9. Структура теоретических и экспериментальных работ

10. Оценка перспективности научно-исследовательских работ

11. Виды и объекты интеллектуальной собственности

14. Информационный поиск, оформление и представление результатов научно-исследовательских работ

15. Работа со специальной литературой

16. Поиск, накопление и обработка научно-технической информации

17. Методы информационного поиска

18. Источники научно-технической информации

19. Поиск научно-технической литературы

20. Структура научно-исследовательской работы

21. Правила оформления научно-исследовательских работ

22. Законы и формы мышления (мышление, понятие, абстракция)

23. Законы и формы мышления (сравнение, индукция и дедукция, анализ и синтез)

24. Законы и формы мышления (обобщение, аналогия, гипотеза)

25. Методология исследований

26. Задачи теоретических исследований

27. Методология и классификация экспериментальных исследований

28. Методы физических измерений

29. Средства измерений и их классификация

30. Метрологические характеристики средств измерений

31. Анализ экспериментальных данных

32. Элементы математической статистики

33. Методы корреляционного и регрессионного анализа

34. Математические методы оптимизации эксперимента

35. Изобретательское творчество

36. Методы изобретательского творчества

37. Типовые приемы устранения технических противоречий

38. Методы экологического моделирования

39. Математическое моделирование в экологии

40. Качественные и имитационные модели в экологии

41.Статистические модели регрессионного типа

41. Модели популяционной динамики

В междисциплинарный экзамен по специальности вопросы не включены.

8.11 Перечень ключевых слов дисциплины

Таблица 8.1 – Ключевые слова разделов дисциплины

9. Лист регистрации изменений рабочей программы дисциплины «Основы научных исследований в экологии».