Концепции современного естествознания (стр. 7 )

В начале лекции необходимо изложить цель, задачи рассматриваемой темы, очертить круг проблемных вопросов.

Для рассмотрения большего объема материала в рамках отведенных часов и качественного усвоения материала рекомендуется читать лекции в режиме слайд-шоу и использовать тематические CD и DVD –диски.

В процессе преподавания дисциплины «Концепции современного естествознания» можно применять различные способы обучения: решение практических задач, дискуссии, ролевые игры, работа в малых группах и др. Выбор методов и способов обучения зависит от рассматриваемой темы дисциплины и технической возможности.

Семинарское занятие желательно проводить с максимальным включением студентов в работу. При необходимости давать пояснения по обсуждаемым вопросам и обязательно подводить итоги семинарского занятия.

Контроль усвоения дисциплины – промежуточный и в форме зачета целесообразно проводить с помощью тестирования.

Итоговый контроль в форме экзамена рекомендуется проводить проводить в традиционной форме.

4. Список ТЕМ РЕФЕРАТИВНЫХ РАБОТ

1.  История естествознания: наука в древних Вавилоне и Египте.

2.  История естествознания: наука в древнем Китае.

3.  История естествознания: наука в древнем Риме.

4.  История естествознания: наука в Европе в период Средневековья.

5.  История естествознания: наука в эпоху Возрождения.

6.  История естествознания: наука в XIX –XX в. в.

7.  Методология современного естествознания. Основные методы научного познания: общелогические, эмпирические, теоретические, исторические.

8.  Порядок и беспорядок в природе, энтропия, хаос.

9.  Иерархический принцип организаций систем.

10.  История взглядов на пространство и время.

11.  Гравитация и пространство-время. Общая теория относительности.

12.  Специальная теория относительности.

13.  Лапласовский и вероятностный детерменизм: сходства и различия.

14.  Симметрия. Основные законы симметрии. Симметрия в неживой и живой природе.

15.  Четыре иерархические концептуальные системы химии.

16.  Проблемы катализа химических реакций и решение задачи химического преобразования ядерной и солнечной энергии.

17.  Хромосомы - материальные носители генетической информации.

18.  Видообразование – источник возникновения многообразия в живой природе.

19.  Эволюция человека.

20.  Закономерности протекания эволюции.

21.  Микроэволюция – образование вида живого.

22.  Общая характеристика макроэволюции (образование крупных групп живого: родов, семейств, отрядов и т. д.).

23.  Механизм старения.

24.  Биологические ритмы – основа функционирования организма.

25.  Стресс.

26.  Патологии населения, связанные с загрязнением среды.

27.  Превращение вещества и энергии в биосфере.

28.  К вопросу об эволюции биосферы в ноосферу. (Работы и Тейяр де Шардена).

29.  Глобальные экологические проблемы человечества.

30.  Процессы самоорганизации в обществе.

31.  Основные особенности жизни с позиций термодинамики. Созидательная тенденция живого вещества.

32.  Проблемы происхождения и развития Земли.

5. вопросы для зачета / экзамена

Вопросы для зачета (экзамена) структурированы по дидактическим единицам, принятым в ФЭПО.

Дид. ед.1 Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира

1.  Естествознание как наука. Предмет, цели, задачи и методы естествознания.

2.  Наука и ее место в культуре. Структура науки и ее функции

3.  Этапы и методы научного познания. Отличие научных знаний от информации.

4.  Гипотеза и требования к выдвижению гипотез. Теория и закон.

5.  Условия и предпосылки возникновения теоретического и научного мышления в Древнем мире.

6.  Античная наука. Возникновение первых научных программ.

7.  Естественнонаучные достижения средневековой арабской культуры.

8.  Становление науки в средневековой Европе.

9.  Возникновение классической механики (И. Кеплер, Г. Галилей, Р. Декарт, И. Ньютон).

10.  Научные достижения XIX - XX веков.

11.  Научная революция в физике начала XX века: возникновение релятивистской и квантовой физики.

12.  Механистическая картина мира (основоположники, характерные особенности).

13.  Электромагнитная картина мира (основоположники, характерные особенности).

14.  Квантово-полевая картина мира (основоположники, характерные особенности).

15.  Современная естественнонаучная картина мира.

Дид. ед. 2. Пространство, время, симметрии

16.  Симметрия объектов и симметрия у законов природы.

17.  Принципы и законы симметрии.

18.  Развитие представлений о пространстве и времени. Общие свойства пространства-времени.

19.  Специальная и общая теории относительности.

20.  Принципы современной физики (симметрия, асимметрия, принцип дополнительности, законы сохранения, принцип соответствия, принцип неопределенности).

Дид. ед. 3. Структурные уровни и системная организация материи

21.  Понятие «система». Основные компоненты систем. Теория систем.

22.  Структура материального мира. Примеры иерархического порядка систем.

23.  Понятие самоорганизации. Условия самоорганизации. Синергетика. Теория катастроф. Явления самоорганизации в различных системах.

24.  Классификация элементарных частиц.

25.  Структурные уровни материи в физике.

26.  Фундаментальные физические взаимодействия в природе: общая характеристика.

27.  Основные уровни организации живого (общая характеристика).

28.  Становление современной космологической модели Вселенной.

29.  Космологическое расширение. Хаббла.

30.  Галактики и их скопления.

31.  Звезды и их эволюция. Диаграмма Герцпшрунга – Рассела.

32.  Солнечная система и ее происхождение.

33.  Внутреннее строение и внешние оболочки Земли.

Дид. ед. 4. Порядок и беспорядок в природе

34.  Понятие информация. Аспекты исследования связи эволюции с информацией.

35.  Основные начала термодинамики и применение их к организации окружающего мира.

36.  Формирование представлений об энергии и энтропии.

37.  Энтропия как инструмент для анализа эволюционных процессов.

Дид. ед. 5. Эволюционное естествознание

38.  Материя как физическая реальность. Эволюция представлений о материи.

39.  Основные идеи эволюционного учения Ч. Дарвина. Основные формы естественного отбора в популяциях.

40.  Ламаркизм. Катастрофизм. Униформизм.

41.  Создание синтетической теории эволюции. Основные идеи, понятия и принципы синтетической теории эволюции.

42.  Развитие органического мира (основные пути эволюции растений и животных).

43.  Становление учения о наследственности (генетики).

44.  Возникновение и развитие научной химии. Концептуальные системы химических знаний.

45.  Проблемы современной химии: учение о составе вещества, классификация вещества, структура химических соединений, проблемы учения о химических процессах, эволюционная химия.

Дид. ед. 6 .Биосфера и человек

46.  Основные этапы геологической истории Земли.

47.  Биосфера. Биогеохимические функции биосферы.

48.  Естествознание о происхождении человека.

49.  Феномен человека (онтогенез человека, особенности строения человека, отличительные черты психики и сознания человека).

50.  Биологическое и социальное в онтогенезе человека.

51.  Генезис сознания и языка.

52.  Глобальные проблемы человечества.

53.  Образы, идеи, принципы и понятия биологии

54.  Существенные черты живых систем.

55.  Основные гипотезы возникновения жизни на Земле.

56.  Экологические кризисы.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ТЕСТЫ ПО КУРСУ

«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»

Контрольные тесты применяются в течение семестра по завершению изучения отдельных тем и разделов: история естествознания, методология познания, теория относительности, фундаментальные физические взаимодействия. По завершению семестра обязательное контрольное тестирование по всему курсу приблизительно 60 тестовых заданий.

Тесты структурированы по дидактическим единицам, принятым в ФЭПО.

Дид. ед.1 Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира

1. Естествознание – это:

1.  Отрасль научного познания

2.  Отрасль народного хозяйства

3.  Сфера социальных отношений

4.  Культура быта

2. Главная особенность науки – это её:

1.  Зависимость от личности исследователя

2.  Объективность

3.  Подчиненное религиозным догмам положение

3. Критерий научности знаний, связанный с наличием способов проверки полученных сведений, это:

1.  Системность

2.  Обоснованность

3.  Верифицируемость

4.  Фальсифицируемость

4. Среди теоретических методов исследования отсутствует:

1.  Логический

2.  Исторический

3.  Экспериментальный

4.  Дедуктивный

5. Среди эмпирических методов исследования имеется:

1.  Логический

2.  Наблюдение

3.  Индуктивный

4.  Аналитический

6. Процесс научного познания начинается с …

1.  Наблюдения и сбора фактов

2.  Выдвижения гипотезы

3.  Построения модели

4.  Постановки эксперимента

7. Основоположником методологии естествознания XYII в. был:

1.  М. Ломоносов

2.  Ф. Бэкон

3.  Р. Декарт

9. Признаки научных знаний:

Проверяемость Опровержимость Универсальность Субъективность Согласованность

10. Практический метод получения знаний:

Эксперимент Моделирование Наблюдение Измерение Абстрагирование

11. Признаки, отличающие естественнонаучные знания от гуманитарных:

Историчность Объективность Математичность Однозначность и строгость языка Эмпирическая проверяемость неопровержимость

13. Установите соответствие между характерными чертами науки и периодами её развития:

1. механицизм	А. классическая наука
2. гуманизм	Б. Возрождение
3.теологизм	В. Средние века

Ответ: 1___________ 2___________3_____________

14. Исходной основой всех знаний о природе в древности являлись знания:

1.  Физические

2.  Химические

3.  Биологические

4.  Медицинские

15. Первой в истории наук физическая картина мира была:

1.  Метафизическая

2.  Механическая

3.  Электромагнитная

4.  Квантово – полевая

16. Впервые идея о единой материальной основе окружающего мира была выдвинута:

1.  Древнегреческими философами Милетской школы

2.  Древнегреческими философами Элейской школы

3.  Древнеиндийскими мудрецами

4.  Древнекитайскими мудрецами

17. Впервые в античной мысли в основу всего сущего было положено ЧИСЛО в:

1.  «Физике» Аристотеля

2.  учении Пифагора

3.  «Истории» Геродота

18. «Атом» в переводе с греческого означает:

1.  Твердый

2.  Неделимый

3.  Движущийся

4.  Гладкий

19. О вечности движения в природе говорили:

1.  Платон и Аристотель

2.  Сократ и Парменид

3.  Ксенофан и Зенон

4.  Эмпедокл и Гераклит

20. Древнегреческие натурфилософы впервые:

Развили методику наблюдений явлений природы Разработали экспериментальный способ получения знаний Разработали систему доказательств – логику Использовали рациональный (теоретический) способ получения знаний

21. «Не существует ничего, кроме атомов и чистого пространства (пустоты)», - писал:

1.  Платон

2.  Аристотель

3.  Демокрит

4.  Анаксагор

22. В пифагорейском учении теория чисел лежала в основе исследований по:

1.  Физике и химии

2.  Музыке и астрономии

3.  Механике и космологии

4.  Географии и медицине

23. Кому из древних греков принадлежит идея об изменчивости и эволюции окружающего мира и принадлежит изречение "Все течет, все изменяется" и "В одну и ту же реку нельзя войти дважды"? _______________________

24. Кто из древних греков выдвинул гипотезу о вращении Земли вокруг своей оси? ___________

25. Особенностями естествознания античного периода были…

1.  Механицизм

2.  Метафизичность

3.  Теологизм

4.  Отсутствие эксперимента

26. В 1666 г. …. было сделано открытие – белый свет состоит из света различных цветов:

1.  Р. Декартом

2.  И. Ньютоном

3.  Гюйгенсом

27. Корпускулярная концепция света была впервые выдвинута:

1.  Декартом

2.  Лейбницем

3.  Гюйгенсом

4.  Ньютоном

28. Волновую теорию света предложил:

1.  Декарт

2.  Ньютон

3.  Гюйгенс

4.  Лейбниц

29. Первое строгое физико-теоретическое обоснование бесконечности мира предложил:

1.  Эйнштейн

2.  Кант

3.  Ньютон

30. Модель строения молекулы ДНК предложил(и):

1.  Д. Уотсон

2.  Ф. Крик

3.  Ч. Дарвин

4.  Э. Чаргофф

31. Модель расширяющейся Вселенной принадлежит:

1.  Эйнштейну

2.  Ньютону

3.  Фридману

32. Теорию химического строения органических соединений впервые создал ________________.

33. Укажите положение, относящееся к механической картине мира:

1.  Передача взаимодействий описывается принципом близкодействия

2.  Законы микромира отличаются от законов макромира

3.  Наблюдается господство континуальных представлений о материи

4.  Построена на однозначных причинно-следственных связях

34. В период классической ньютоновской космологии существовала модель…

1.  Стационарного состояния Вселенной

2.  Эволюционной Вселенной

3.  Пульсирующей Вселенной

4.   

8. После прохождения точки бифуркации система:

1.  возвращается в исходное состояние

2.  случайно выбирает путь нового развития

3.  прекращает взаимодействие с другими системами

12. Синергетика – это наука о превращении:

1.  Простых систем в сложные;

2.  Сложных систем в простые;

3.  Порядка – в хаос;

4.  Хаоса – в порядок

Дид. ед. 2. Пространство, время, симметрии

40. Симметрия пространства определяется … пространства.

1.  однородностью

2.  изотропностью

3.  бесконечностью

4.  безграничностью

47. Согласно современным представлениям:

1.  пространство и время квантованы

2.  пространство и время непрерывны

3.  квантованность пространства и времени не доказаны

4.  непрерывность пространства и времени пока не опровергнуты

54. Согласно теории относительности пространство искривляется под действием:

1.  Гравитации

2.  Скорости

3.  Времени

4.  Вакуума

5.  Сил инерции

55. Следствия общей теории относительности:

Гравитационное замедление времени Гравитационное искривление пространства Гравитационное увеличение массы Гравитационное ускорение времени

56. В теории относительности Эйнштейна утверждается, что пространство и время…

Существуют как единая четырехмерная структура Относительны Абсолютны Существуют независимо друг от друга

57. Из специальной теории относительности следует, что с возрастанием скорости движения тела его…

1.  Масса увеличивается, а линейный размер уменьшается

2.  Масса и линейный размер уменьшаются

3.  Масса уменьшается, а линейный размер увеличивается

4.  Масса и линейный размер увеличиваются

72. Специальная теория относительности стала результатом обобщений и синтеза:

Классической механики Галилея – Ньютона Электродинамики Максвелла - Лоренца Соотношения неопределенностей В. Гейзенберга и принципа дополнительности Н. Бора

73. Эффекты специальной теории относительности будут обнаруживаться при скоростях, близким к __________________________.

74. Время будет «течь» _________________________ в движущейся системе, по отношению к неподвижной.

105. Время ___________________ вблизи черной дыры.

79. Какие формы симметрии, не относятся к динамической форме:

Симметрии электрического заряда Симметрии спина Однородность пространства и времени Изотропность пространства

80. С однородностью времени связан:

Закон сохранения энергии Закон сохранения импульса Закон сохранения момента импульса

81. Установите соответствие между свойствами (симметрией) пространства-времени и законами сохранения:

1. однородность времени	А. импульса
2. однородность пространства	Б. энергии

Ответ: 1____________ 2__________

98. 1 астрономическая единица (1 а. е.) равна:

Расстоянию от Земли до Луны Расстоянию от Земли до Солнца Расстоянию от Луны до Солнца

Дид. ед. 3. Структурные уровни и системная организация материи

135. Для живых организмов характерна __________________________ системы.

139. Укажите правильную последовательность в структурной иерархии уровней живой материи (от высшего к низшему):

	популяция
	биогеоценоз
	биосфера
	вид

138.Расположите в иерархическом порядке (от низшего к высшему):

	ткани
	орган живого организма
	клетка

35. Вакуум – это ____________________________пространство без реальных частиц, но с ____________________частицами.

36. Протоны испытывают ______________________взаимодействие.

37. Предельная _____________________передачи информации – скорость __________________.

38. Установить соответствие между высказываниями, впишите букву рядом с цифрой:

1.Электромагнитное взаимодействие	А. связь протонов и нейтронов в ядрах атомов
2. Сильное взаимодействие	Б. связь электронов с ядрами, атомов в молекулах
	В. переход между разными типами кварков
	Г. Переход между разными типами лептонов

Ответ: 1___________ 2___________

39. Расположите в порядке возрастания размеров:

	атомы
	протоны
	кварки

41. Отличие поля от вещества:

1.  поле обладает немного меньшей, чем вещество, массой покоя

2.  поле, в принципе, может иметь любую массу покоя

3.  нельзя определить массу покоя поля

4.  поле обладает большей, чем вещество, массой покоя

42.Установите последовательность энергии квантов электромагнитного излучения диапазонов в порядке возрастания:

	видимый
	гамма-диапазон
	радиодиапазон
	рентгеновский
	ультрафиолетовый

43. Законы, описывающие поведение как корпускулярной, так и волновой формы материи:

1.  закон сохранения энергии

2.  второй закон Ньютона

3.  закон Бойля-Мариотта

4.  закон сохранения импульса

5.  закон сохранения массы

44. Закон сохранения импульса есть следствие ___________________________пространства.

45. Потенциальная энергия…

1.  зависит от положения тела по отношению к другим телам

2.  зависит от скорости тела

3.  зависит от кинетической энергии

4.  не зависит от массы тела

46. Сила является мерой…

1.  взаимодействия тел

2.  изменения формы покоящегося тела

3.  изменения скорости движущегося тела

4.  изменения импульса движущегося тела

5.  устойчивости системы взаимодействующих тел

48. Удержание протонов и нейтронов в ядрах атомов определяется __________взаимодействием.

49. Потенциальная энергия изменяется при:

1.  Изменении взаимного расположения взаимодействующих тел

2.  Изменении высоты тела относительно поверхности Земли

3.  Растяжении или сжатии пружины

4.  Действии сил трения

5.  Ускорении движущегося тела

6. Изменении скорости вращения тела вокруг оси

50. Глюоны отвечают за … взаимодействие.

Сильное Слабое Гравитационное Электромагнитное

51. Взаимное притяжение массивных тел определяется ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­____________________взаимодействием.

52. Характерный размер ядер атома:

a.  10-14 см

b.  10-10 см

c.  10-5 см

53. В состав атомов входят протоны, нейтроны и _____________________________.

58. Свет – это один из видов ___________________________________.

59. Установите соотношение элементарных частиц.

1. легкие	А. мезоны
2. средние	Б. барионы
3. тяжелые	В. лептоны

1_____ 2_____ 3_____

60. Фотоны – частица света с массой покоя, равной…

a.  0

b.  81

c.  96

d.  1

61. Физические взаимодействия изучаются

1. На уровне макромира	А. квантовой механикой
2. На уровне атома	Б. электромагнетизмом
3. На внутриатомном уровне	В. молекулярной физикой
	Г. механикой
	Д. термодинамикой

1_______________ 2_______________ 3_______________

62. Радиус действия сильного взаимодействия:

a.  10-14см

b.  10-6см

c.  10-1см

63. Какое из физических взаимодействий может не учитываться в теории элементарных частиц:

a.  электромагнитное

b.  сильное

c.  слабое

d.  гравитационное

64.Глюоны – частицы-переносчики______________________взаимодействия.

65. Фотоны - частицы-переносчики______________________взаимодействия.

66. Векторные бозоны - частицы-переносчики______________взаимодействия

67. Гравитоны - частицы-переносчики____________________взаимодействия.

68. У какого взаимодействия радиус действия равен бесконечности:

a.  электромагнитное

b.  сильное

c.  слабое

69. Фундаментальные взаимодействия по величине относительной интенсивности (от большей к меньшей) располагаются в следующем порядке:

1.  слабое, гравитационное, сильное, электромагнитное

2.  электромагнитное, гравитационное, сильное, слабое

3.  сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное

4.  гравитационное, электромагнитное, слабое, сильное

70. Установите соответствие между системой и типом взаимодействия, доминирующим в ней:

1. атом	А. сильное
2. ядро атома	Б. гравитационное
3. галактика	В. электромагнитное

Ответ: 1____________ 2__________3.___________

71. В каких опытах проявляются следующие свойства света:

1. Волновые	А. дифракция
2. Корпускулярные	Б. фотоэффект
	В. интерференция

Ответ: 1____________ 2__________

75. Электрический заряд измеряется в ______________________.

76. Расположите волны электромагнитного излучения в порядке возрастания:

	Видимый свет
	Ультрафиолетовое излучение
	Инфракрасное излучение
	Микроволны
	Рентгеновские лучи
	Радиосигналы
	Гамма-лучи
	Телевизионные сигналы
	Космические лечи

77. Размеры атомов порядка: