Matematyka – 120 h
Liczby zespolone. Ciągi i szeregi liczbowe. Rachunek macierzowy. Równania i układy równań liniowych. Ciągi i szeregi funkcyjne, potęgowe szeregi funkcyjne. Podstawowe funkcje zmiennej rzeczywistej. Funkcje wielu zmiennych. Rachunek różniczkowy i całkowy – pochodna, pochodna cząstkowa, pochodna kierunkowa, różniczka zupełna funkcji wielu zmiennych, całki pojedyncze, całki wielokrotne. Podstawowe równania różniczkowe funkcji jednej zmiennej – o zmiennych rozdzielonych oraz liniowych pierwszego i drugiego rzędu. Przykłady zależności funkcyjnych w przyrodzie. Zdarzenia losowe i prawdopodobieństwo. Jednowymiarowe zmienne losowe – dyskretne i ciągłe – oraz ich rozkłady. Funkcja gęstości prawdopodobieństwa i dystrybuanta. Nierówność Czebyszewa. Metody wyboru prób z populacji. Podstawy wnioskowania statystycznego – estymatory i ich własności. Testowanie hipotez statystycznych parametrycznych i nieparametrycznych dotyczących jednej lub dwóch zmiennych. Analiza zależności zmiennych ilościowych. Modele analizy wariancji. Metody analizy szeregów czasowych. Metoda Monte Carlo.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
posługiwania się metodami matematycznymi w oceanografii; opisu matematycznego zjawisk i procesów fizycznych i chemicznych w przyrodzie; stosowania metod statystycznych w analizie danych pomiarowych.
Biologia – 60 h
Poziomy organizacji życia. Budowa i właściwości materii żywej. Składniki chemiczne żywych układów (węglowodory, cukry, lipidy, białka, kwasy nukleinowe). Procesy chemiczne związane z życiem (oddychanie, fotosynteza). Komórka jako jednostka życia – składniki i struktura komórki. Transport związków przez błony biologiczne. Charakterystyka struktury i funkcji tkanek. Podział komórek – mitoza i mejoza. Rozmnażanie organizmów oraz przemiana pokoleń. Podstawowe mechanizmy dziedziczności. Podstawy systematyki oraz przegląd podstawowych grup taksonomicznych roślin i zwierząt.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu i interpretacji zjawisk zachodzących w przyrodzie ożywionej; interpretacji mechanizmów współzależności i współdziałania procesów biologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji życia; rozpoznawania podstawowych form taksonomicznych z uwzględnieniem ich anatomii, morfologii i ekologii.
Chemia – 60 h
Podstawowe pojęcia i prawa chemii. Układ okresowy pierwiastków, konfiguracja elektronowa atomów. Wiązania chemiczne. Budowa cząsteczek. Stechiometria. Charakterystyka związków nieorganicznych, organicznych i kompleksowych. Rodzaje reakcji chemicznych. Fazy gazowa, ciekła i stała. Roztwory – roztwory elektrolitów. Podstawy termodynamiki chemicznej. Równowaga chemiczna – równowagi w roztworach elektrolitów, równowagi kwasowo-zasadowe. Podstawy kinetyki chemicznej. Elektrochemia: potencjał elektrody, ogniwa, elektroliza.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu właściwości pierwiastków i związków chemicznych; opisu podstawowych typów reakcji za pomocą równań; wykonywania obliczeń chemicznych; bezpiecznego postępowanie z chemikaliami.
Fizyka – 60 h
Podstawowe zjawiska i procesy fizyczne. Podstawy mechaniki klasycznej. Elementy termodynamiki fenomenologicznej. Elementy hydromechaniki. Grawitacja. Elementy akustyki. Elektryczne i magnetyczne właściwości materii. Fale elektromagnetyczne. Elementy optyki falowej i geometrycznej. Podstawy mechaniki kwantowej. Spektroskopia atomowa i molekularna. Elementy fizyki jądrowej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
pomiaru lub określania podstawowych wielkości fizycznych; rozumienia zjawisk i procesów zachodzących w przyrodzie nieożywionej i ożywionej; wykorzystania praw przyrody w technice i życiu codziennym.
Ekologia – 30 h
Zakres i podstawowe zasady ekologii. Metodyka badań ekologicznych. Podstawowe pojęcia: siedlisko, nisza ekologiczna, środowisko. Formy życiowe, spektra ekologiczne. Struktura i dynamika populacji, biocenoz i ekosystemów. Sukcesja ekologiczna. Czynniki ograniczające w odniesieniu do prawa minimum i tolerancji ekologicznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia podstaw i zasad funkcjonowania systemów ekologicznych na poziomie: organizm – środowisko, populacja – środowisko, biocenoza – środowisko; praktycznego korzystania z wiedzy ekologicznej.
Geologia fizyczna – 60 h
Budowa Ziemi – właściwości fizyczne i skład chemiczny. Tektonika płyt. Procesy endogeniczne: plutonizm, wulkanizm, trzęsienia Ziemi, metamorfizm. Procesy egzogeniczne: wietrzenie, erozja, akumulacja osadów lądowych, sedymentacja morska. Procesy diagenetyczne. Metody geochronologii. Cykle orogeniczne. Wybrane zagadnienia z paleontologii.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia procesów kształtujących wnętrze Ziemi i litosferę; makroskopowego rozpoznawania minerałów skałotwórczych i głównych rodzajów skał magmowych, osadowych i metamorficznych; czytania i interpretacji map geologicznych.
Oceanografia biologiczna
Oceanografia biologiczna jako nauka – historia rozwoju w kontekście wielkich wypraw. Ogólna charakterystyka oceanu jako środowiska życia – rola i znaczenie wybranych czynników fizycznych, chemicznych i dynamicznych. Interakcje środowisko – organizmy. Biologiczne strefy w morzu – stratyfikacja pionowa i pozioma. Charakterystyka biocenotyczna formacji ekologicznych w morzu (plankton, bentos, nekton). Specyfika funkcjonowania życia w ekstremalnych warunkach – megafauna, zjawisko gigantyzmu, kominy hydrotermalne. Produktywność w morzu: metody pomiaru produkcji pierwotnej i wtórnej, czynniki kształtujące poziom produkcji w Światowym Oceanie. Przepływ energii przez ekosystem: łańcuchy troficzne, produkcja na różnych poziomach troficznych, regionalizacja produktywności. Elementy biogeografii: charakterystyka krain polarnych (arktycznej i antarktycznej), borealnej, notalnej, tropikalnej. Rola i znaczenie organizmów morskich w gospodarce światowej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia i opisu mechanizmów funkcjonowania życia w morzach i oceanach; określania właściwości podstawowych formacji ekologicznych i ich znaczenia w różnych ekosystemach morskich.
Oceanografia chemiczna
Gęstość, chlorność, zasolenie morza. Drogi migracji związków chemicznych w systemie ocean – ląd – atmosfera. Skład chemiczny wód w różnych regionach oceanicznych. Bałtyk jako największe morze słonawe. Estuaria Morza Bałtyckiego. Specjacja jonów w wodzie morskiej – równowagi jonowe. Stałość składu chemicznego wód morskich. Klasyfikacja pierwiastków w wodzie morskiej. Procesy chemiczne w warstwach granicznych: atmosfera – woda morska, osady – woda naddenna. Rozpuszczalność gazów w wodzie morskiej. Dwutlenek węgla jako podstawa systemu węglanowego oceanów. Pierwiastki potrzebne do życia w morzu – zmienność czasowa i przestrzenna. Warunki tlenowe w morzu. Rozpuszczona i zawieszona materia organiczna w wodzie morskiej. Cykle biogeochemiczne w morzu: węgla, azotu, fosforu, żelaza, manganu, krzemu, siarki i pierwiastków śladowych. Metale biogeniczne i toksyczne. Przyczyny i skutki eutrofizacji. Pierwiastki promieniotwórcze w wodzie morskiej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu składu chemicznego wód morskich; charakterystyki procesów biogeochemicznych w systemie ląd – morze – atmosfera; oznaczania zasolenia wody morskiej; oznaczania zawartości tlenu oraz pierwiastków biogenicznych rozpuszczonych w morzu; posługiwania się podstawowymi technikami pomiarowymi.
Oceanografia fizyczna
Historia odkryć i badań oceanograficznych. Ziemia jako planeta wód. Zasoby wodne i krążenie wody na Ziemi. Siły motoryczne ruchu wody w przyrodzie. Pola wymiany masy i energii w systemie ocean – atmosfera – ląd. Pola temperatury, zasolenia i gęstości. Okresowe termo-, halo- i piknokliny. Lody na morzach. Falowanie i wahania okresowe wód. Prądy – typy prądów. Ogólny system krążenia wód oceanu. Procesy mieszania wód morskich i wywołane nimi zjawiska. Bilans energii i substancji w oceanie: cieplny, mechaniczny, wodny, soli. Charakterystyki oceanograficzne oceanów i wybranych mórz.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania i wykonania pomiarów podstawowych wielkości fizycznych określających właściwości fizyczne wody morskiej; wnioskowania o przebiegu i konsekwencjach procesów zachodzących w hydrosferze; rozumienia i opisu nieożywionego środowiska przyrodniczego hydrosfery ze szczególnym uwzględnieniem strefy brzegowej morza.
Geologia morza
Geologiczna historia oceanów w świetle teorii tektoniki globalnej. Geneza i ewolucja wód oceanicznych. Zmiany poziomu i objętości wód w oceanie. Budowa geologiczna, własności geofizyczne i rzeźba głównych elementów strukturalnych dna oceanicznego: szelfu, skłonu kontynentalnego, strefy przejściowej, grzbietów oceanicznych i platformy. Rola procesów endo- i egzogenicznych w kształtowaniu morfologii dna oceanicznego. Dopływ materiału osadowego do mórz i oceanów. Typy osadów morskich i prawidłowości ich przestrzennego rozmieszczenia. Tempo sedymentacji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia i opisu genezy i ewolucji geologicznej oceanów; rozumienia współczesnych zjawisk i procesów geologicznych w morzu; identyfikacji i charakterystyki facji morskich i środowisk sedymentacyjnych.
Hydrobiologia
Specyfika warunków życia w wodzie. Wpływ czynników fizycznych i edaficznych na zjawiska biotyczne. Biologia organizmów wodnych: pływalność, ruch, opływowy kształt ciała, osmoregulacja i jonoregulacja, przystosowanie anatomiczne do oddychania w wodzie, odżywianie organizmów wodnych, rozmnażanie i rozwój. Formacje ekologiczne. Charakterystyka biologiczna środowiska wodnego: ekosystemu morskiego, jezior, zbiorników zaporowych, stawów, rzek, źródeł i estuariów. Produktywność ekosystemów wodnych – zróżnicowanie siedliskowe. Skład gatunkowy wybranych ekosystemów wodnych. Hydrobiologia stosowana: eutrofizacja, saprobizacja, acydifikacja.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia i posługiwania się terminologią i nomenklaturą hydrobiologiczną; opisu i interpretacji współzależności zachodzących między środowiskiem abiotycznym a organizmami występującymi w wodzie; posługiwania się podstawowymi technikami badań środowiskowych; rozpoznawania taksonów zasiedlających środowisko wodne.
Hydrochemia
Charakterystyka fizykochemicznych właściwości wody. Wodór i tlen jako składniki wody. Rozpuszczalność i iloczyn rozpuszczalności. Układ węglanowy. Twardość i agresywność wody. Sposoby przedstawiania składu chemicznego wody. Substancje nieorganiczne w wodzie i ich przemiany. Substancje organiczne w wodzie i ich przemiany. Klasyfikacja wód gruntowych i powierzchniowych. Migracja zanieczyszczeń w środowisku wodnym. Biochemiczne procesy zużywające tlen – samooczyszczanie.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu fizykochemicznych właściwości wody; opisu substancji zawartych w wodach naturalnych i ich przemian; klasyfikowania wód; określania podstawowych wskaźników fizycznych i chemicznych wody.
Fizyka morza
Ziemia jako układ termodynamiczny. Siły działające na masy wodne i ich ruch. Woda jako ośrodek fizyczny. Struktura wody morskiej. Elementy termodynamiki wody morskiej. Pochłanianie i rozpraszanie światła w wodzie. Molekularna wymiana masy, ciepła i pędu. Bilans cieplny kolumny wodnej. Fale dźwiękowe w morzu – osłabianie natężenia dźwięku w morzu. Akustyczna detekcja obiektów biologicznych w morzu.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
pomiaru, opisu i wnioskowania o właściwościach fizycznych wody morskiej oraz procesach fizycznych – w różnych skalach – zachodzących w środowisku morskim.
Zasady pracy w morzu i strefie brzegowej
Specyfika pracy na morzu. Zasady bezpieczeństwa na statku. Lokalizowanie stacji i profili badawczych. Budowa i zasady stosowania podstawowego sprzętu oceanograficznego. Pobieranie prób i wykonywanie pomiarów.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
organizacji i przygotowania badań terenowych; posługiwania się podstawowym sprzętem oceanograficznym.
Prawo morskie
Pojęcia podstawowe. Źródła prawa. Status prawny obszarów morskich. Statek morski. Armator i kapitan statku. Ratownictwo morskie. Mienie zatopione w morzu. Regulacje prawne zapobiegające zanieczyszczaniu morza przez statki. Odpowiedzialność za szkodę wyrządzoną zanieczyszczeniem pochodzącym ze statku.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zasad funkcjonowania prawa morskiego; posługiwania się terminologią i podstawowymi aktami prawnymi.
Planowanie badań i analiza danych
Zasady planowania doświadczeń i opracowywania danych doświadczalnych. Statystyka opisowa jednej i dwóch zmiennych, badanie relacji pomiędzy zmiennymi. Korelacja i regresja. Estymacja punktowa i przedziałowa. Zastosowanie testów parametrycznych i nieparametrycznych. Przykłady zastosowania analizy wariancji. Analiza szeregów czasowych. Analiza danych jakościowych. Zastosowania statystycznych programów komputerowych w badaniach oceanograficznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
posługiwania się metodami statystycznymi w analizie danych określających stan środowiska przyrodniczego; modelowania procesów i zjawisk w przyrodzie.
Zasoby morza i ich wykorzystanie
Koncepcja zasobów – zasoby odnawialne i nieodnawialne. Klasyfikacja i wielkość zasobów surowców oceanicznych. Wykorzystanie wody morskiej. Pojęcie żywych zasobów morza i cechy wyróżniające te zasoby. Zasady prowadzenia połowów organizmów morskich. Metody hodowli organizmów morskich. Wykorzystanie energetyczne mórz i oceanów. Podstawy prawne eksploatacji zasobów morza.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
klasyfikacji i opisu morskich zasobów naturalnych; opisu sposobów wykorzystania zasobów energetycznych mórz; stosowania regulacji prawnych w zakresie eksploatacji zasobów morskich.
Ochrona środowiska morskiego
Zagrożenia dla biosfery ze strony związków naturalnych i antropogenicznych. Ochrona morza i brzegu morskiego przed zanieczyszczeniami powodowanymi przez statki. Ochrona morza i brzegu morskiego przed niebezpiecznymi substancjami chemicznymi przewożonymi luzem – zagrożenia dla środowiska Bałtyku w tym zakresie. Składowanie substancji niebezpiecznych i odpadów w morzu jako sposób ich utylizacji. Skutki eksploracji surowców z dna i spod dna morskiego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
klasyfikacji zagrożeń morskich; rozpoznania substancji niebezpiecznych dla środowiska morskiego; opisu sposobów ochrony morza przed zanieczyszczeniami.
