Концепции современного естествознания

Министерство культуры Российской Федерации

Алтайский филиал федерального государственного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУЛЬТУРЫ И ИСКУССТВ»

Кафедра прикладной информатики

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ДИСЦИПЛИНЫ

Концепции современного естествознания

Специальность:

080801.65 – «Прикладная информатика (в менеджменте)»

Барнаул

2010

ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Данная программа составлена в соответствии с Государственной про­граммой по дисциплине "Концепции современного естествознания".

Региональный естественнонаучный подход все глубже проникает в гуманитарную сферу и все больше влияет на общественное сознание. Тенденция к гармоничному синтезу ранее противостоящих друг другу естественных и гуманитарных наук созвучна потребностям современно­го общества в целостном едином миропонимании.

Данный курс не является механическим соединением традиционных курсов физики, химии, биологии и экологии, а является попыткой меж­дисциплинарного синтеза на основе методологического и эволюционно­го подходов к изучению естественных наук. Изложение рассчитано на выпускника средней общеобразовательной школы и ведется на доступ­ном для него уровне. Не предполагается использование сложных матема­тических формул и выкладок. Обсуждение большей части вопросов огра­ничивается основными понятиями, идеями и проблемами. При изложении материала делается упор на персоналии, т. е. не только излагаются факты и дается их оценка, но ведется рассказ о творцах науки и их судьбах.

Основные цели и задачи курса

1.  Формирование понимания необходимости синтеза и взаимного обо­гащения естественнонаучной и гуманитарной культур для воспитания гармоничного специалиста XXI века, ознакомление с историей есте­ствознания и ее этапами.

2.  Формирование понимания задач и возможностей методов исследова­ния в естественнонаучных дисциплинах и расширение этих методов в область гуманитарных наук.

3.  Ознакомление с иерархией природных объектов и систем, с фунда­ментальными законами природы.

4.  Формирование представлений о современной физической картине мира как основе понимания целостности и многообразия природы.

5.  Формирование представлений о живых и неживых объектах, их взаи­мосвязи и эволюции, о сущности живого, экосистемах Земли, биосфе­ре и ноосфере.

6.  Осознание места человека на Земле и во Вселенной, взаимосвязи че­ловека с космосом и с биосферой.

7.  Осознание проблем экологии, соотношения проблем экологии и эко­номики в их неразрывной в связи с основными законами природы.

ТЕМЫ ЛЕКЦИЙ

1.  Панорама современной науки. Единство науки, культуры и цивилиза­ции. Роль науки в современном обществе. Закон экспоненциального развития науки. История естествознания, этапы его развития в разные эпохи. Дифференциация наук. Естествознание и гуманитарные науки. Революция в естествознании. Научное и религиозное мировоззрение. Взаимоотношения науки и религии в разные исторические эпохи.

2.  Методология и методы научных исследований. Индукция и дедукция. Анализ и синтез. Эксперимент и теория. Роль математики и информа­тики. Этапы естественнонаучного исследования. Расширения методов естествознания в сферу гуманитарных наук.

3.  Классические образы природы. Механистическая картина мира. Сим­метрия и асимметрия. Галилей и Ньютон. Паралигма Ньютона. Де - термизм. Понятия пространства, времени, материи, движения.

4.  Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Поля и частицы, их противоположность и единство. 4 вида полей. Концеп­ции близко - и дальнодействия. Понятие и виды волн. Звук. Электро­магнетизм и оптика. Многообразие проявления электромагнитных явлений. Электромагнитная картина мира. Кулон, Эрстед, Фарадей, Максвелл.

5.  Макромир. Законы сохранения энергии в макропроцессах. Классичес­кая и статистическая термодинамика. Равновесные и не равновесные состояния. Понятие температуры. Хаос и порядок в природе. Энтро­пия. Фазовые превращения. Невозможность вечных двигателей. По­нятие о синергетике. Самоорганизация в природе: примеры из живой и неживой природы.

6.  Недостаточность классического подхода к описанию природы. При­чины революции в физике на рубеже XIX и ХХ столетий. Рождение квантовой механики и ее творцы. Корпускулярно-волновой дуализм. Принципы квантования. Соотношение неопределенностей. Принцип дополнительности. Волновая функция. Вероятностный характер мик­ропроцессов.

7.  Строение материи: молекулы, атомы, элементарные частицы. Модели атома. Распад и синтез ядер. Проблема управляемого термоядерного синтеза. Радиоактивность и ее роль в современном мире. Ядерная энер­гия. , . проблемы АЗС и трагедия Чернобы­ля. Доза облучения. Физиологическое действие радиоактивности и методы защиты.

8.  Понятие о теории относительности. Ее разделы. Большое и малое в при­роде. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро - и мегамиры. Стрела времени.

9.  Состояния вещества: газообразное, твердое, жидкое, плазма. Симмет­рия и асимметрия в природе. Кристаллические структуры.

10. Строение и эволюция Вселенной. Эйнштейн и Фридман. Концепции Большого взрыва и раздувания Вселенной. Реликтовое излучение. Красное смещение. Закон Хаббла. Солнечная система. Активность Солнца и его циклы. Проблема внеземных цивилизаций.

11.  Науки о Земле: география, геология, пограничные дисциплины. Ме­теорология, климатология. Происхождение континентов. Концепция тектоники литосферных плит. Геологическое строение Земли. Полез­ные ископаемые и проблемы их поиска. Металлы, нефть, газ. Гипоте­зы происхождения нефти и газа.

12.  Химические системы. Неорганические, элементоорганические и орга­нические соединения. Химическая связь. Реакционная способность веществ. Катализаторы. Периодическая система элементов Менделе­ева и ее значение для естествознания. Органическая и полимерная химия. Бутлеров. Несмеянов.

13.  Особенности биологического уровня организации материи. Граница живого и неживого. Клетка и ее химический состав. Белки и нуклеино­вые кислоты. Воспроизводство и развитие живых организмов. Уровни организации живых систем. Принципы и гипотезы эволюции. Ламарк. Дарвин. Вид, популяция, видообразование. Генетика, ее творцы. Мен­дель, Морган, Вейсман, Вавилов. Трагедия отечественной генетики. Работы Мичурина: успехи и ошибки. Лысенко - палач отечественной генетики. Законы Менделя, Моргана, Вавилова. Мутации. Г. де Фриза. Молификационная и наследственная изменчивость. Селекция.

14.  Различие концепции происхождения органической жизни на Земле. Кре­ационизм. Концепция Аристотеля. Стационарное состояние. Гипотеза панспермия. Колба Пастера. Биогеохимическая гипотеза Опарина.

15.  Происхождение и эволюция человека. Физиология, здоровье, мозг и высшая нервная деятельность, эмоции творчество. Человек как био­социальное существо. Этнология и работы Гумилева. Биоэтика. Ант­ропоцентризм и биоцентризм. Место человека на земле и во Вселенной.

16.  Учение Вернадского о биосфере. Ноосфера. Круговорот вещества и энергии. Замкнутость биосферного цикла и безотходность природы. Биомасса Земли. Ресурсы и устойчивость биосферы. Современная кон-

цепция биосферы и ее границы. Основная функция живого вещества. Многообразие живых организмов - основа устойчивости биосферы.

17.  Экосистемы. Основные понятия и законы экологии. Геккель. Тенсли. Коммонер. Форрестер. Компьютерные модели развития. Медоуз. Пре­делы роста. Глобальный экологический кризис: его основные компо­ненты, пути выхода. Концепция устойчивого развития.

18.  Итоги развития естественных наук в XXI веке: основные вехи. Перс­пективы на XXI век. Путь к единой культуре.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ЛЕКЦИЙ И СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ

		Количество часов
			Аудиторная работа	ш
№ п/п	Названия тем	Всего	Всего	Лекции	Семинары/ практические занятия	Самостоя льная работа
1	Панорама современной науки. История естествознания. Наука и религия.	8	4	4	—	4
2	Методы научных исследований.	8	4	2	2	4
3	Классические образы природы.	4	2	2	—	2
4	Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.	8	4	2	2	4
5	Законы сохранения энергии в макромире. Термодинамика.	8	4	2	2	4
6	Концепции квантовой механики. Корпускулярно-волновой дуализм.	8	4	2	2	4
7	Строение вещества. Радиоактивность. Ядерная энергия.	4	2	2	—	2
8	Теория относительности. Структурные уровни организации материи.	8	4	2	2	4
9	Состояния вещества.	4	2	2	—	2
10	Строение и эволюция Вселенной. Солнечная система. Солнечные ритмы.	12	6	4	2	6

11	Науки о Земле.	4	2	2	—	2
12	Химические системы. Неорганические, элементоорганические и органические соединения. Полимеры.	12	6	4	2	6
13	Особенности биологического уровня организации материи. Принципы эволюции. Генетика. Селекция.	16	8	6	2	8
14	Гипотезы происхождения органической жизни на Земле.	4	2	2	—	2
15	Происхождение и эволюция человека.	8	4	4	—	4
16	Учение Вернадского о биосфере.	12	6	4	2	6
17	Понятия и законы экологии.	12	6	4	2	6
18	Итоги развития науки в XXI веке.	4	2	2	—	2
	Итого:	14 4	72	52	20	72

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Этапы развития науки в разные исторические эпохи.

2.  Дифференциация наук и ее причины.

3.  Сущность противоречия естественных и гуманитарных наук.

4.  Основные различия научного и религиозного мировоззрения.

5.  Цепочка этапов научного исследования.

6.  Соотношение эксперимента и теории в научном исследовании.

7.  Механистическая картина мира.

8.  Корпускулярная и континуальная картины мира.

9.  Виды полей. Понятия близко - и дальнодействия.

10.  Электромагнитная картина мира.

11.  Законы сохранения в макропроцессах.

12.  Почему невозможны вечные двигатели I и II рода?

13.  Что такое энтропия и почему невозможна тепловая смерть вселенной?

14.  Что такое синергетика и кто ее творцы.

15.  Причины революции в естествознании на рубеже XIX и XX веков.

16.  Корпускулярно-волновой дуализм квантово-механическая модель мира.

17.  Сущность квантово-механическая подхода описания природы.

18.  Различные модели строения атома.

19.  Что такое радиоактивность, почему она опасна для живых организмов.

20.  Сущность релятивистской теории, ее разделы и автор.

21.  Границы микро-, макро - и мегамиров.

22.  Гипотеза Большого взрыва, ее автор.

23.  Что такое «красное смещение» и «реликтовое излучение».

24.  Гипотезы происхождения континентов и тектоники литосферных плит.

25.  Геологическое строение Земли.

26.  Значение периодического закона Менделеева для понимания есте­ственнонаучной картины мира.

27.  Сущность химической связи и ее виды.

28.  Органическая, элементоорганическая и неорганическая химия. Ве­дущие ученые в этих областях.

29.  Уровни организации живых систем.

30.  Химический состав живой клетки.

31.  Что такое белки и нуклеиновые кислоты, их роль в жизни клетки.

32.  Концепции эволюции Ламарка и Дарвина.

33.  Что такое хромосома и ген.

34.  Сущность генетики и ее творцы. Трагедия отечественной генетики.

35.  Охарактеризовать 5 различных концепций происхождения жизни на Земле.

36.  Прокомментировать выражение «Человек - биосоциальное существо».

37.  Что такое Этнология /по Л. Гумилеву/.

38.  Сущность учения Вернадского о биосфере. Ноосфера.

39.  В чем заключается основная функция живого вещества.

40.  Современная концепция биосферы. Взаимосвязь живого и неживого.

41.  Сущность экологии в естественнонаучном, прикладном и социаль­ном аспектах.

42.  Сформулировать и прокомментировать 4 закона экологии Коммонера.

43.  Сущность глобального экологического кризиса, его компоненты и пути преодоления.

44.  Охарактеризовать основные итоги развития естественных наук в ХХ веке.

ТЕМЫ СЕМИНАРОВ

1.  Роль науки в современном мире. Противоречия современной науки. Соотношение эксперимента и теории.

Литература

1.  Физика в ХХ столетии. М. 1977

2.  Григорьев в контексте культуры М. 1981

3.  Горелов Концепции современного естествознания. М. 1997

4.  Ильин научности познания. М. 1989

5.  , , Гутина . М. 1996

6.  Структура научных революций. /Пер. с англ. М. 1975

2.  Частицы, поля, волны. Концепции близко и дальнодействия.

Литература

1.  , Хлопов идей в познании природы. Частицы, поля, заряды. М., Наука, 1988

2.  Кнтехцян современного естествознания М. 1997

3.  Концепции современного естествознания. Учебник. Под ред. и . М. 1997

4.  Пирс Дж. Почти все о волнах. М., Мир, 1986

3.  Виды энергии. Ядерная энергия, ее особенности. Литература

1.  О физике и астрофизике. М. 1992

2.  Концепции современного естествознания. Учебник. Под ред. и . М. 1997

3.  Мигдал механика для больших и маленьких. М. 1989

4.  Радиация. Дозы. Риск. М., Мир, 1988

4.  Понятие относительности в естествознании. Литература

1.  Теория относительности для миллионов. М. 1979

2.  Ахундов пространства и времени: истоки, эволю­ция, перспективы. М., Наука, 1982

3.  Пространство и время в современной картине Вселен - ной. М. 1979

4.  Еремеева картина мира и ее творцы. М. 1984

5.  Кнтехцян современного естествознания. М. 1997

5.  Различные галактические объекты. Эволюция Вселенной. Литература

1.  Левитин Вселенная. М. 1993

2.  Новиков Вселенной. М., Наука, 1990

3.  Ровинский Вселенная. М. 1995

4.  От большого взрыва до черных дыр. М., Мир, 1990

6.  Проблема химической связи, ее типы. Литература

1.  , , Гутина . М. 1996

2.  Кузнецов химия. Тенденции развития. М. 1989

3.  , Еремин . Ответы на вопросы. М. 1997

4.  , Либкин в новых ролях. М. 1994

5.  , Зайков и пища. М. 1986

7.  Принципы и гипотезы эволюции. Виды, популяции, видообразование.

Литература

1.  Кнтехцян современного естествознания. М. 1997. р.8

2.  Де Путешествие в мир живой клетки. М. 1987.

3.  , , Гутина . М. 1996

4.  Серебровская жизни: история поиска. М. 1994

5.  Ровкин для гуманитариев. ОмГПУ, 1993

6.  , Юсупов учение. М. 1988

8.  Круговорот вещества и энергии в природе. Единство живого и неживого.

Литература

1.  Гиренок , цивилизация, ноосфера. М. 1987

2.  Казначеев Вернадского о биосфере и ноосфере. Н-ск, 1989

3.  Моисеев и биосфера. М. 1985

4.  Моисеев и ноосфера. М. 1990

5.  Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М. 1993

9.  Сущность глобального экологического кризиса. Пути выхода.

Литература

1.  , Хаскин экоразвития. М. 1994

2.  Глобальная экологическая проблема. М. Прогресс. 1988

3.  Глобальные проблемы и общечеловеческие ценности. М. Прогресс. 1988

4.  Красилов природы: принципы, проблемы, приорите­ты. М. 1992

5.  , Медоуз роста. М. 1991

10. Проблемы антропогенеза. Место человека на Земле и во Вселенной.

Литература

1.  Вернадский мысль как планетное явление. М. 1988

2.  Гумилев и биосфера Земли. М. 1994

3.  Моисеев антропогенез и цивилизационные раз. Вопр. Философии, 1995, №1

4.  Чижевский эхо солнечных бурь. М. 1976

5.  Чижевский пульс жизни. М. 1995

6.  Экологические уроки прошлого и современность. Л. 1991

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  , Хаскин экоразвития. М. 1994

2.  Алексеева среда и биология человека. М. 1977

3.  Химия в центре наук. Т. 1, 2. М., Мир, 1983

4.  Физика в ХХ столетии. М. Атомиздат, 1977

5.  Биология. М. 1974

6.  Теория относительности для миллионов. М. Атомиздат 1979

7.  О физике и астрофизике. М. Наука, 1992

8.  Стаут У, Биология. Т. 1-3. М. 1990

9.  Де Путешествие в мир живой клетки. М. 1987.

10.  , Хлопов идей в познании природы. Час­тицы, поля, заряды. М. Наука, 1988

11.  Компанеец такое квантовая механика? М., 1977

12.  Красилов природы: принципы, проблемы, приоритеты. М. 1992

13.  Мигдал механика для больших и маленьких. М. На­ука, 1989

14.  Новиков Вселенной. М., Наука, 1990

15.  , Либкин в новых ролях. М. 1994

16.  Радиация. Дозы. Риск. М., Мир, 1988

17.  Физическая энциклопедия тМ. 1

18.  Физический энциклопедический словарь. М. 1983

19.  Химическая энциклопедия тМ. 1

20.  Химичесукий энциклопедический словарь. М. 1983

21.  КСЕ., М. 1997, 2000, 2002

22.  КСЕ., М. 1998

23.  , , Гутина . М. 1996

24.  КСЕ. Учебник для ВУЗов под ред. и др. М. 1997