Концепции современного естествознания (стр. 5 )

«Концепции современного естествознания»

Направление 050100.62 «Естественно-научные дисциплины»

профиль: «география», квалификация - бакалавр

1. Особенности научного познания

6)  Критерии научности: история развития

7)  Есть ли границы у науки?

8)  Наука и религия: противоположности и дополнения

9)  Астрология и причины ее популярности

10)  Идеи естествознания в гуманитарных науках

2. На пути к классическому естествознанию

1)  Рождение «математического естествознания» в пифагорейской школе (учение о тетраксисе, теорема Пифагора).

2)  Концепция атомизма в древнегреческой натурфилософии. Атомы Демокрита и «элементы» Эмпедокла.

3)  Судьба гелиоцентрической системы мира в эпоху позднего средневековья и Ренессанса (Николай Кузанский, Николай Коперник, Джордано Бруно).

4)  Становление классического естествознания (И. Кеплер, Г. Галилей, И. Ньютон).

3. Триумф небесной механики и «универсальный детерминизм» Лапласа

1)  «Яблоко Ньютона» и подлинная история открытия закона всемирного тяготения.

2)  Механика Ньютона как фундамент концепции детерминизма. Сопоставление с «физикой» Аристотеля. Роль математики и интуиции в научном познании.

3)  Космические скорости и энергетика космических полетов в свете классического естествознания.

4)  История открытия закона сохранения энергии

5)  Симметрия и ее нарушения в природе, науке и искусстве.

4. Электричество, магнетизм и свет в живой и неживой природе

1)  Электрические явления в атмосфере Земли.

2)  Природа магнетизма. Земля как «большой магнит». Гильберта и современные представления о магнитном поле Земли.

3)  Свет как электромагнитная волна (ЭМВ). Шкала ЭМВ и человеческая способность восприятия света.

4)  Электрическая природа нервного импульса Электрическая природа нервного импульса

5. Принцип относительности в современном естествознании

1)  Эффекты и «парадоксы» специальной теории относительности: сокращение «длины», «замедление» времени, «парадокс часов».

2)  Различие и связь механики Ньютона и Эйнштейна. Эквивалентность массы и энергии.

3)  Искривление пространства-времени, открытая и замкнутая Вселенная в Общей теории относительности.

4)  Современная критика СТО и ОТО.

5)  Эволюция понятия времени в естествознании. Проблема темпоральности в современной науке.

6.Термодинамика, статистика, энтропия

1)  Развитие представлений о природе тепловых явлений.

2)  Начала термодинамики и история проблемы «вечных двигателей»

3)  Анализ понятия температуры.

4)  История развития источников энергии.

5)  «Царица мира и ее тень». Энергия и энтропия. Энтропия и информация. Статистическая интерпретация энтропии.

6)  Развитие и приложения понятия энтропии. Энтропия в экономических и социальных теориях.

7. Природа микромира: теоретические концепции и практика

1)  Мир микрообъектов и его «неклассические» свойства (квантование, дуализм «волна-частица», туннельный эффект).

2)  Современная квантовая химия о строении вещества.

3)  Природа внутриядерных сил. Проблемы атомной энергетики.

4)  Человек и проблемы атомной энергетики (биологический и экологический аспекты).

5)  Будущее мировой энергетики

6)  Принцип дополнительности и его общенаучное значение.

8.Современные концепции в космологии

1)  Экспериментальные и мировоззренческие предпосылки современной космологии от «парадокса Ольберса» до гипотезы «расширения Вселенной».

2)  Современная космология о начале Вселенной

3)  «Антропный принцип» в космологии: наука? философия? религия?

4)  Проблема поиска жизни и внеземных цивилизаций во Вселенной

5)  Черные дыры.

9. Планета Земля: эволюция, строение, динамика

1)  Происхождение Земли и основные этапы ее эволюции

2)  Строение Земли и физико-химические характеристики ее оболочек

3)  Термодинамика Земли

4)  Климат планеты Земля и причины его изменения

5)  Солнечно-земные связи и их влияние на человека.

10.Концепции жизни в современном естествознании

1)  Жизнь как «антиэнтропийный процесс». Анализ основных определений жизни.

2)  Гипотезы происхождения жизни на Земле.

3)  Структура и функции клетки (физико-химические аспекты)

4)  Принципы и факторы эволюции живых организмов. Роль наследственности.

5)  Основные проблемы генетики

6)  Биомногообразие и его роль в сохранении и устойчивости биосферы

7)  Естественнонаучные гипотезы происхождения человека. Эволюционизм и креационизм.

8)  Дарвинизм и социал-дарвинизм. Границы естествознания в вопросе о человеке.

9)  Теория этногенеза в контексте синергетики

10)  Биосфера и ноосфера

Учебно-методическая карта дисциплины

«Концепции современного естествознания»

Естественно-научное образование. Профиль «География» 050100

		4	5. Развитие представлений о пространстве и времени в естествознании	Субстанциональ-ная и реляционная концепции пространства и времени. Единое четырехмерное пространство-время в специальной теории относительности	2	5. Принцип относи- тельности в современном естествознании	2	Представление о 4,5,6,7 мерных пространст-вах	5	Разработка ситуаций «Парадоксы СТО»	Проверка на занятии
	4	6. Современные концепции в науке о микромире Природа микромира и особенности его описания.	Природа тепловых явлений. Начала термодинамики. Обратимые и необратимые процессы.	2	6. Термоди- намика, статисти- ка, энтропия	2	---	5	Составление таблицы «Микрочастицы микромира»	Провер-ка на занятии
	4	7.Эволюцион- ные процессы в мегамире 1.Эволюция Вселенной 2.Эволюция звезд 3.Эволюция Земли	Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании. Квантовая механика как статистическая теория. Особенности описания состояния микрообъектов. Принцип дополнительнос- ти.	2	7. Природа микроми-ра: теоретические концепции и практика	2	Схемы «Эволюция звезд», «Эволюция Земли»	5	Составление таблицы «Гипотезы происхождения Земли»	Провер-ка на занятии
Мо- дуль №3		4	8.Фундамен- тальные свойства живой материи. Концепции жизни в современном естествозна- нии	Классические представления об эволюции Вселенной. Эволюционные космологические модели А. Фридмана на основе общей теории относительности.	2	8. Современные концеп- ции в космоло- гии	2		10	Доклад на семинаре	Провер-ка на занятии
	4	9.Происхожде- ние жизни на Земле и эволюция ее форм. 3)Антропогенез и этногенез	Современные представления о сущности жизни. Специфика живого. Иерархия уровней организации живой материи.	2	9.Планета Земля: эволюция, строение, динамика	2		5	Доклад на семинаре	Проверка на занятии
		4	10.Самооргани-зация в живой и неживой природе	Различные подходы к происхождению жизни на Земле. Современные представления о принципах и факторах эволюции живых организмов. Биологическое многообразие живых организмов. Особенности эволюционных процессов в природе, их отличие от динамических и статистических закономерностей. Концепция глобального эволюционизма.	2	10. Концеп- ции жизни в современ- ном естествоз-нании	2		5	Доклад на семинаре	Проверка на занятии
Итого:		127			20		20		60		Экзамен 27ч.

Экзаменационные вопросы по дисциплине

«Концепции современного естествознания»

Направление 050100.62 «Естественно-научные дисциплины»

профиль: «география», квалификация - бакалавр

Естествознание как единая наука о природе. Иерархия уровней культуры.

1.  Специфика науки как вида деятельности. Цель и конечный продукт научной деятельности. Критерии научного знания. Проблема познаваемости мира.

2.  Критерии научности. Структура научного знания. Эмпирический и теоретический уровни научного знания.

3.  Методы и средства научного познания.

4.  Наука как социальное явление. Модели развития науки.

5.  Древнегреческий этап развития естествознания.

6.  Научное мышление в эпоху средневековья.

7.  Классический период в истории естествознания (общая характеристика).

8.  Механистическая (механическая) картина мира и причины ее краха.

9.  Неклассический этап развития естествознания.

10.Постнеклассический этап развития естествознания.

11.Современные подходы к периодизации естествознания. История естествознания как смена научных парадигм. Ньютоновская и эволюционная парадигмы.

12.Механика Ньютона как пример динамической теории. Идеализации и ограниченность классической механики.

13.Триумф небесной механики. Механический детерминизм как фундамент классического мировоззрения.

14.Фундаментальная симметрия пространства и времени, ее связь с законами сохранения.

15.Концепции дальнодействия и близкодействия. Понятие материального поля. Классические представления о природе света.

16.Непрерывность и дискретность в описании структуры материи.

17.Историческое развитие концепции пространства и времени в естествознании. Становление специальной теории относительности.

18.Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности.

19.Основные следствия из преобразований Лоренца. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.

20.Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.

21.Концепция искривленного 4-мерного пространства-времени в общей теории относительности.

22.Современная наука о пространстве и времени. Описание пространства и времени в ведущих физических теориях.

23.Развитие представлений о природе тепловых явлений. Начала термодинамики. Цикл Карно.

24.Проблема необратимости и ее статистическое решение.

25.Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии.

26.Проблема «тепловой смерти» Вселенной: формулировка, развитие и современное решение.

27.Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.

28.Квантовая механика как пример статистической теории. Описание состояния и движения микрообъектов. Принцип суперпозиции квантовых состояний.

29.Принцип дополнительности и его применение к описанию динамики микрообъектов. Корпускулярно-волновой дуализм.

30.Принцип неопределенности Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности.

31.Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.

32.Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.

33.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристика и перспективы объединения.

34.Парадоксы классической космологии и их разрешение. Модели Вселенной.

35.Современная космология о ранних стадиях эволюции Вселенной.

36.Возможности и элементы спектральной астрономии.

37.Эволюция звезд: их рождение, жизнь и смерть.

38.Строение Земли и основные характеристики ее оболочек. Термодинамика Земли.

39.Образование и основные этапы эволюции Земли.

40.Специфика живого. Иерархия уровней организации живой материи.

41.Гипотезы возникновения жизни на Земле. Биохимическая эволюция.

42.Развитие идеи эволюции в биологии. Эволюция биосферы. Эволюция человека в мировой истории. Понятие о ноосфере. Принципы универсального эволюционизма.

43.Особенности эволюционных процессов в природе, их отличие от динамических и статистических закономерностей. Общее описание процесса самоорганизации в неравновесных системах.

44.Общие свойства систем, способных к самоорганизации.