Учебно-методический комплекс дисциплины «Концепции современного естествознания» (стр. 1 )

АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ

Кафедра общих математических и естественнонаучных дисциплин

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

дисциплины

«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»

Санкт-Петербург

2005

Печатается по решению редакционного Совета Академии управления и экономики

Учебно-методический комплекс содержит материалы, определяющие содержание и порядок изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» студентами всех специальностей и направлений.

Автор:

д-р технических наук, доцент

Рецензенты:

д-р технических наук, профессор (Институт управления и экономики)

к-т технических наук, доцент (ВКА им. )

Академия управления и экономики, 2006

Содержание

стр

Введение…………………………………………………………….. 4

Рабочая программа учебной дисциплины………………………… 7

Методические указания по изучению дисциплины, подготовке к

семинарским занятиям и выполнению рефератов ………………28

Контрольные задания………………………………………………...85

Вопросы к экзамену (зачету)…………………………………………97

Заключение 102

Введение

Настоящий учебно-методический комплекс разработан в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра и дипломированного специалиста по дисциплине «Концепции современного естествознания», содержание которой отражено в государственных образовательных стандартах.

Эта общеобразовательная дисциплина предназначена для подготовки бакалавров и специалистов по гуманитарным направлениям. Ее основное назначение - содействовать получению широкого базового высшего образования, способствующего дальнейшему развитию личности. При изучении дисциплины не делается излишний акцент на будущей специальности выпускника. В ней дается панорама наиболее универсальных методов и законов современного естествознания, демонстрируется специфика рационального метода познания окружающего мира.

Изучение дисциплины “Концепции современного естествознания” преследует цель ознакомления студентов, обучающихся по гуманитарным направлениям и специальностям, с неотъемлемым компонентом единой культуры - естествознанием, и формирования целостного взгляда на окружающий мир. Это тем более необходимо, потому что сейчас рациональный естественнонаучный метод проникает и в гуманитарную сферу, участвуя в формировании сознания общества, и вместе с тем приобретает все более универсальный язык, адекватный философии, психологии, социальным наукам и даже искусству. Возникающая сегодня тенденция к гармоничному синтезу двух традиционно противостоящих компонентов культуры созвучна потребности общества в целостном мировидении и подчеркивает актуальность предлагаемой дисциплины.

Идея курса состоит в передаче гуманитариям элементов естественнонаучной грамотности, представлений об основополагающих концепциях различных естественных наук, складывающихся в единую картину мира. Несмотря на необходимое присутствие элементов истории и философии науки, основное содержание дисциплины подразумевается как целостное описание природы и человека (как части природы) на основе научных достижений, смены методологий, концепций и парадигм, в общекультурном, историческом контексте.

Таким образом, курс задуман как междисциплинарное динамичное описание основных явлений и законов природы и тех научных открытий, которые послужили началом революционных изменений в технологиях, мировоззрении или общественном сознании. Для этого требуется строгий отбор основных научных фактов, представляющих лицо каждой из естественных наук. Методология курса состоит в восхождении по уровням организации эволюционизирующего материального мира к человеку как биопсихосоциальному существу, затем - к взаимодействиям биосферы и цивилизации. Практической целью является освоение не только естественнонаучной культуры мышления, но и грамотного отношения к природе и живым существам, которое можно назвать бытовой экологической культурой.

Данная дисциплина является продуктом междисциплинарного синтеза. Поэтому ее эффективное освоение возможно на основе применения единой эволюционно-синергетической парадигмы, способной объединить оба компонента культуры. Таким образом, можно осознать объективную закономерность развития научного знания, неизбежность смены типов научной рациональности и парадигм естествознания, объяснить потребность в целостной культуре, необходимой современному специалисту.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

учебной дисциплины

концепции современного естествознания

Для всех направлений (специальностей), по которым ведется обучение

Факультет экономики и финансов

Кафедра общих математических и естественнонаучных дисциплин

Вид учебной работы	Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины	100
Аудиторные занятия	48
Лекции	32
Практические занятия	16
Самостоятельная работа	52
Вид итогового контроля	Зачет (экзамен)

Рабочая программа составлена на основании требований профессиональных образовательных стандартов высшего профессионального образования к содержанию и уровню подготовки по всем экономическим и гуманитарным специальностям и направлениям.

Составитель:

, .д. т.н., доцент

Рецензент:

, д. т.н., профессор

Обсуждено:

на заседании кафедры общих математических и естественнонауч ных дисциплин

Протокол № 3

"15" ноября 2004 г.

Одобрено:

Методическим советом факультета

1. Целевая установка

ЦЕЛЬЮ преподавания дисциплины является изучение студентами современных представлений о научных, философских и религиозных картинах мироздания.

ЗАДАЧАМИ дисциплины "Концепции современного естествознания" являются следующие.

Дать общее представление:

об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания, ньютоновской и эволюционной парадигмах;

концепциях пространства и времени;

принципах симметрии и законах сохранения;

понятии состояния в естествознании;

корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;

динамических и статистических закономерностях в естествознании;

соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения физических объектов, переходах из упорядоченных в неупорядоченные состояния и наоборот;

самоорганизации в живой и неживой природе;

иерархии структурных элементов материи от микро - до макро - и мегамира;

взаимосвязях между физическими, химическими и биологическими процессами;

специфике живого, принципах эволюции, воспроизводства и развитии живых систем и их целостности в гомеостазе;

иерархичности, уровнях организации и функциональной ассиметрии живых систем;

биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики;

физиологических основах психологии, социального поведения, экологии и здоровья человека;

взаимодействии организма и среды, сообществах организмов, экосистемах, принципах охраны природы и рационального природопользования;

о месте человека в эволюции Земли, о ноосфере и парадигме единой культуры.

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.

Дисциплина "Концепции современного естествознания" является основой для изучения всех остальных дисциплин, в которых необходимо формирование представления об основах современного научного познания.

ТРЕБОВАНИЯ ГОС. СТАНДАРТА К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ.

По специальностям и направлениям гуманитарного и экономического профиля:.

(EH. Ф.03. Концепции современного естествознания).

Естественная и гуманитарная культуры; научный метод; история естествознания; панорама современного естествознания; тенденции и развитие; корпускулярное и континуальные концепции описания природы; порядок и беспорядок в природе; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро - и мегамиры; пространство, время; принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие; близкодействие; дальнодействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности; динамические и статистические закономерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; принципы возрастания энтропии; химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность веществ; внутреннее строение и история геологического развития земли; современные концепции развития геосферных оболочек; литосфера как абиотическая основа жизни; экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая; географическая оболочка Земли; особенности биологического уровня организации материи; принципы эволюции, вопроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек; физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; человек, биосфера и космические циклы; ноосфера; необратимость времени; самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволюционизма; путь к единой культуре.

2. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для обучения концепциям современного естествознания используются следующие виды занятий: лекции, практические и самостоятельные занятия.

Степень углубленности изучения отдельных разделов и тем, содержание лекций и практических занятий под руководством преподавателя определяются с учетом требований ГОС РФ к уровню знаний, установленного учебными планами, объема времени, потребностей в сведениях из курса других дисциплин и опыта кафедры по обучению студентов.

Лекции обеспечивают теоретическое изучение дисциплины и являются одним и важнейших видов учебных занятий. На лекциях излагается основное содержание курса и делаются выводы об его применимости в других дисциплинах и практических приложениях.

На практических занятиях обучаемые овладевают основными методами научного познания окружающего мира. На практических занятиях могут также сообщаться дополнительные теоретические сведения. Одной из важных целей практических занятий является обучение рациональной организации работы обучаемых по учебникам и учебным пособиям. Преподаватель на практических занятиях контролирует знания обучаемых по теоретическому материалу, изложенному на лекциях, и результаты самостоятельного выполнения ими задач.

Самостоятельная работа состоит из систематического закрепления теоретического материала, выполнения текущих заданий и подготовке к выполнению рефератов, зачетам и экзаменам.

3 СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Естественная и гуманитарная культуры.

Рациональная и реальная картины мира в формировании мировоззрения.

Метод Декарта. Принципы научного познания действительности. Принцип причинности. Критерии истины. Признаки науки. Естествознание и нравственность.

Тема 2. Античное и средневековое естествознание. Натурфилософия. Взгляды философов Ионийской школы. Геоцентрическая система Аристотеля. Учение о целесообразности в природе. Взгляды Платона, Левкиппа, Демокрита, Эпикура, Лукреция Кара. Геоцентризм и начало механической картины мира.

Тема 3. Новое время и "Новый органон" ф. Бэкона. Материалистическое понимание природы. Виды движения материи. Метод индукции.

Тема 4. Классическая механика и астрономия. Коперник, Галилей, Кеплер, Ньютон.

Законы Кеплера. Физические опыты Галилея. Гелиоцентрическая система Коперника. Механика Ньютона. Универсальность физических понятий и законов.

Тема 5. Принцип относительности Галилея. Пространство, время, движение.

Механическое движение. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея.

Тема 6. Законы сохранения энергии, количества движения, момента количества движения.

Принцип инвариантности. Симметрия. Однородность пространства. Закон сохранения импульса. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения и превращения энергии.

Тема 7. Взаимодействие. Дальнодействие и близкодействие. Закон всемирного тяготения.

Вещество и поле. Концепция дальнодействия. Концепция близкодействия. Закон всемирного тяготения. Закон Кулона.

Тема 8. Оптика. Гюйгенс и Ньютон. Волны или частицы.

Дискретность и непрерывность материи. Корпускулярно-волновой дуализм. Четыре концепции "эфира". Электромагнитные волны. Волновая и корпускулярная теория света. Интерференция, дифракция, фотоэффект. Волновые и квантовые свойства света.

Тема 9. Энергия и теплота.

Развитие представлений о природе тепловых явлений. Термодинамика. Молекулярно-кинетическая теория. Идеальный газ. Первое и второе начала термодинамики. Энтропия. Закон возрастания энтропии.

Тема 10. Динамические и статистические закономерности в природе.

Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Вероятностный характер микропроцессов. Волновая функция. Принцип причинности.

Тема 11. Теология и биология. Эволюция и генетика.

Два взгляда на происхождение жизни. Концепции эволюционной биологии. Учение Чарльза Дарвина. Принцип естественного отбора. Биохимическая эволюция.

Тема 12. Конечность скорости света. Относительность одновременности.

Электромагнитная теория Максвелла. Развитие представлений о свете. Развитие концепций движения, пространства и времени. Относительность пространства и времени.

Тема 13. Принцип относительности Эйнштейна. Пространство, время, масса и энергия.

Принцип относительности и инвариантность скорости света. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Общая теория относительности. Свойства пространства-времени и законы сохранения.

Тема 14. Квантовая механика.

Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Применимость классической механики к микрообъектам.

Тема 15. Корпускулярное и континуальное описание природы. Принцип дополнительности.

Квантовая гипотеза Планка. Эксперименты с объектами микромира. Принцип дополнительности Бора. Волновая функция Борна.

Тема 16. Инерция и тяготение. Принцип эквивалентности. Строение Вселенной.

Закон всемирного тяготения. Развитие законов классической механики. Эквивалентность массы и энергии. Вселенная и ее эволюция. Концепция "Большого взрыва".

Тема 17. Физическое и психическое. Психология. Духовный мир.

Человек - феномен природы. Эволюция человека. Развитие мозга. Психические свойства человека. Закономерности восприятия, памяти, мышления. Психические состояния. Проблемы обучения.

Тема 18. Биосфера и ноосфера. Трансформация биосферы в ноосферу.

Единство человечества. Вернадского. Современная культура, ее истоки и направления развития.

Тема 19. Внутреннее строение и история геологического развития Земли.

Современные концепции развития геосферных оболочек. Литосфера как абиотическая основа жизни. Экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, географико-геохимическая.

4. Распределение часов по темам дисциплины

4.1. При очном обучении

Название темы	Распределение часов
Всего	Аудиторная работа	Самостоятельная работа
Лекции	Практика
Тема 1. Естественная и гуманитарная культуры.	4	2		2
Тема 2. Античное и средневековое естествознание	4	2		2
Тема 3. Новое время и "Новый органон" ф. Бэкона. Материалистическое понимание природы	4	2		2
Тема 4. Классическая механика и астрономия. Коперник, Галилей, Кеплер, Ньютон.	4	2		2
Тема 5. Принцип относительности Галилея. Пространство, время, движение	4	2		2
Тема 6. Законы сохранения энергии, количества движения, момента количества движения.	4	2		2
Тема 7. Взаимодействие. Дальнодействие и близкодействие. Закон всемирного тяготения.	4	2		2
Тема 8. Оптика. Гюйгенс и Ньютон. Волны или частицы. Дискретность и непрерывность.	4	2		2
Тема 9. Энергия и теплота. Принцип возрастания энтропии. Развитие представлений о природе тепловых явлений. Термодинамика.	4	2		2
Тема 10. Динамические и статистические закономерности в природе	4	2		2
Тема 11. Теология и биология. Эволюция и генетика. Закономерность и случайность.	6	2	2	2
Тема 12. Конечность скорости света. Относительность одновременности. Электромагнитная теория Максвелла.	6	2	2	2
Тема 13. Принцип относительности Эйнштейна. Пространство, время, масса и энергия.	8	2	2	4
Тема 14. Квантовая механика. Волновая функция. Принцип неопределенности.	8	2	2	4
Тема 15. Корпускулярное и континуальное описание природы. Принцип дополнительности.	8	2	2	4
Тема 16. Инерция и тяготение. Принцип эквивалентности. Строение Вселенной.	8	2	2	4
Тема 17. Физическое и психическое. Психология. Духовный мир.	6		2	4
Тема 18. Биосфера и ноосфера. Информация. Культура. Трансформация биосферы в ноосферу	6		2	4
Тема 19. Внутреннее строение и история геологического развития Земли.	6		2	4
Итого по дисциплине	100	32	16	52

4.2. При заочном обучении