Концепции современного естествознания

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики и компьютерных наук

Кафедра математического моделирования

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Учебно-методический комплекс

Рабочая программа для студентов

направления 511800.62, Математика. Компьютерные науки

очная форма обучения

Тюменский государственный университет

2011

. Концепции современного естествознания. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов направления «Математика. Компьютерные науки» Института математики и компьютерных наук, очная форма обучения, Тюмень, 2011, 9 стр.

Рабочая программа опубликована на сайте ТюмГУ: Концепции современного естествознания [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. umk. *****, свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой математического моделирования. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: зав. кафедрой математического моделирования,

д. ф.-м. н., доцент

© ФГБОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2011

1. Цели и задачи курса:

Цель изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» состоит в том, чтобы сформировать достаточно полную и современную систему научных представлений о законах, которым подчиняются все явления и процессы в окружающей нас природе, в том числе о законных, действие которых распространяется на экономику, социальную сферу, повседневную жизнь. Дисциплина «Концепции современного естествознания» входит в цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин, читается на 5 семестре

2. Тематический план изучения дисциплины

п/№	Тема	Лекции, час.	Семинарские занятия, час	Самостоятельная и индивидуальная работа, час	Итого часов по теме	Итого количество баллов
Модуль 1
1	Место естественных наук в современной культуре и цивилизации	6	6	4	16	0-15
2	Основные разделы современного естествознания	6	6	4	16	0-15
Всего	12	12	8	32	0-30
Модуль 2
3	Симметрия. Причинность. Детерминизм	4	4	4	12	0-10
4	Устойчивые и неустойчивые процессы	2	2	4	8	0-5
5	Второе начало термодинамики	2	2	4	8	0-5
6	Информация. Замкнутые и открытые системы	4	4	4	12	0-10
Всего	12	12	16	40	0-30
Модуль 3
7	Диссипативные структуры. Эволюция сложных структур	4	4	4	12	0-10
8	Эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи	6	6	4	16	0-15
9	Современные представления о происхождении жизни	2	2	6	10	0-15
Всего	12	12	14	38	0-40
Итого (часов, баллов):	36	36	38	110	0-100

Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля

№ темы	Устный опрос	Письменные работы	Итого количество баллов
собеседование	ответ на практическом занятии	контрольная работа	решение задач на практическом занятии	выполнение домашнего задания
1	2	3	4	5	6	7
Модуль 1
Место естественных наук в современной культуре и цивилизации	0-3	0-3	0-3	0-3	0-3	0-15
Основные разделы современного естествознания	0-3	0-3	0-3	0-3	0-3	0-15
Всего	0-6	0-6	0-6	0-6	0-6	0-30
Модуль 2
Симметрия. Причинность. Детерминизм	0-2	0-2	0-2	0-2	0-2	0-10
Устойчивые и неустойчивые процессы	0-2	0-2	0-2	0-2	0-2	0-10
Второе начало термодинамики	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-5
Информация. Замкнутые и открытые системы	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-5
Всего	0-6	0-6	0-6	0-6	0-6	0-30
Модуль 3
Диссипативные структуры. Эволюция сложных структур	0-3	0-3	0-3	0-3	0-3	0-15
Эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи	0-3	0-3	0-3	0-3	0-3	0-15
Современные представления о происхождении жизни	0-2	0-2	0-2	0-2	0-2	0-10
Всего	0-8	0-8	0-8	0-8	0-8	0-40
Итого	0-17	0-17	0-32	0-17	0-17	0-100

3. Планирование самостоятельной работы студентов

№	Модули и темы	Виды СРС	Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
обязательные	дополнительные
1	2	3	4	5	6	7
Модуль 1
1	Место естественных наук в современной культуре и цивилизации	выполнение домашнего задания	работа с литературой	1-3	4	0-15
2	Основные разделы современного естествознания	выполнение домашнего задания	работа с литературой	4-6	4	0-15
	Всего по модулю 1:	8	0-30
Модуль 2
3	Симметрия. Причинность. Детерминизм	выполнение домашнего задания	работа с литературой	7-8	4	0-10
4	Устойчивые и неустойчивые процессы	выполнение домашнего задания	работа с литературой	9	4	0-5
5	Второе начало термодинамики	выполнение домашнего задания	работа с литературой	10	4	0-5
6	Информация. Замкнутые и открытые системы	выполнение домашнего задания	работа с литературой	11-12	4	0-10
	Всего по модулю 2:	16	0-30
Модуль 3
7	Диссипативные структуры. Эволюция сложных структур	решение контрольной работы; выполнение домашнего задания	работа с литературой	13-14	4	0-10
8	Эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи	решение контрольной работы; выполнение домашнего задания	работа с литературой	15-16	4	0-15

1	2	3	4	5	6	7
9	Современные представления о происхождении жизни	решение контрольной работы; выполнение домашнего задания	работа с литературой; подготовка к итоговой контрольной работе	17-18	6	0-15
	Всего по модулю 3:	14	0-40
	Итого	38	0-100

4. Содержание программы курса по темам

Тема 1. Место естественных наук в современной культуре и цивилизации.

Разделение единой культуры, гуманитарная и техногенная ветви культуры. История развития науки. Наука и религия, наука и паранаука. Роль естественнонаучной культуры в современном мире. Синтез культур и проблема выживания человечества.

Тема 2. Основные разделы современного естествознания.

Фундаментальные законы природы и основные законы отдельных областей знания, связь различных разделов естествознания. Иерархический принцип организации сложных систем. Иерархии в неорганической и органической природе, в экономике и социологии, в системах управления. Подобие различных уровней иерархии, роль подобия в человеческой деятельности, ограниченность подобия. Моделирование, абстрактные модели.

Тема 3. Симметрия. Причинность. Детерминизм.

Симметрия в природе, технике и искусстве. Корреляция и связь явлений, виды связи. Причинность, динамические модели развития. Детерминизм, его ограниченность.

Тема 4. Устойчивые и неустойчивые процессы.

Устойчивые и неустойчивые процессы. Спусковые механизмы и их роль. Случайность, характеристики случайных явлений. Массовые явления, основные свойства массовых явлений.

Тема 5. Второе начало термодинамики.

Второе начало термодинамики - основной закон массовых явлений. Беспорядок и его мера.

Тема 6. Информация. Замкнутые и открытые системы.

Информация, её основные свойства, роль в природе и обществе. Современная информационная революция, порождаемые ей проблемы. Замкнутые и открытые системы, необходимость обмена для активных систем любой природы. Экологические проблемы, ресурсы и развитие.

Тема 7. Диссипативные структуры. Эволюция сложных структур.

Диссипативные структуры в природе, экономике, социальной жизни. Самоорганизация и интенсивность обмена, использование ресурсов активными системами. Эволюция сложных структур путем самоорганизации. Образование иерархических структур. Синергетическая картина мира.

Тема 8. Эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи.

Эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи, элементарный уровень в различных областях естественных наук. Физические поля, псевдонаучные спекуляции понятием поля. Поля и частицы на атомном и внутриатомном уровнях, принцип соответствия в современной науке. Современные представления о структуре материи. Современные представления об эволюции Вселенной.

Тема 9. Современные представления о происхождении жизни.

Современные представления о происхождении жизни, о функционировании живых организмов.

5. Планы практических занятий

1. Место естественных наук в современной культуре и цивилизации (6 час.):

1) разделение единой культуры, гуманитарная и техногенная ветви культуры;

2) история развития науки;

3) наука и религия, наука и паранаука;

4) роль естественнонаучной культуры в современном мире;

5) синтез культур и проблема выживания человечества.

2. Основные разделы современного естествознания (6 час.):

1) фундаментальные законы природы и основные законы отдельных областей знания, связь различных разделов естествознания;

2) иерархический принцип организации сложных систем;

3) иерархии в неорганической и органической природе, в экономике и социологии, в системах управления;

4) подобие различных уровней иерархии, роль подобия в человеческой деятельности, ограниченность подобия;

5) моделирование, абстрактные модели.

3. Симметрия. Причинность. Детерминизм (4 час.):

1) симметрия в природе, технике и искусстве;

2) корреляция и связь явлений, виды связи;

3) причинность, динамические модели развития;

4) детерминизм, его ограниченность.

4. Устойчивые и неустойчивые процессы (2 час.):

1) устойчивые и неустойчивые процессы;

2) спусковые механизмы и их роль;

3) случайность, характеристики случайных явлений;

4) массовые явления, основные свойства массовых явлений.

5. Второе начало термодинамики (2 час.):

1) второе начало термодинамики - основной закон массовых явлений;

2) беспорядок и его мера.

6. Информация. Замкнутые и открытые системы (4 час.):

1) информация, её основные свойства, роль в природе и обществе;

2) современная информационная революция, порождаемые ей проблемы;

3) Замкнутые и открытые системы, необходимость обмена для активных систем любой природы;

4) экологические проблемы, ресурсы и развитие.

7. Диссипативные структуры. Эволюция сложных структур (4 час.):

1) диссипативные структуры в природе, экономике, социальной жизни;

2) самоорганизация и интенсивность обмена, использование ресурсов активными системами;

3) эволюция сложных структур путем самоорганизации;

4) образование иерархических структур;

5) синергетическая картина мира.

8. Эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи (6 час.):

1) эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи, элементарный уровень в различных областях естественных наук;

2) физические поля, псевдонаучные спекуляции понятием поля;

3) поля и частицы на атомном и внутриатомном уровнях, принцип соответствия в современной науке;

4) современные представления о структуре материи;

5) современные представления об эволюции Вселенной.

Тема 9. Современные представления о происхождении жизни (2 час.):

1) современные представления о происхождении жизни;

2) современные представления о функционировании живых организмов.

6. Темы рефератов

1.  Модель спроса-предложения

2.  Динамика популяций

3.  Модель конкуренции двух популяций

4.  Гармонический осциллятор

5.  Статистический анализ конструкций

6.  Самоорганизация и структуры в нелинейных средах

7.  Нелинейные волны в сплошных средах

8.  Структурные модели

9.  Моделирование в условиях неопределенности

10.  Имитационные модели

7. Контрольные вопросы к экзамену

1. Место естественных наук в современной культуре и цивилизации. Разделение единой культуры, гуманитарная и техногенная ветви культуры.

2. История развития науки. Наука и религия, наука и паранаука,

3. Роль естественнонаучной культуры в современном мире. Синтез культур и проблема выживания человечества.

4. Основные разделы современного естествознания. Фундаментальные законы природы и основные законы отдельных областей знания, связь различных разделов естествознания.

5. Иерархический принцип организации сложных систем. Иерархии в неорганической и органической природе, в экономике и социологии, в системах управления.

6. Подобие различных уровней иерархии, роль подобия в человеческой деятельности, ограниченность подобия. Моделирование, абстрактные модели.

7. Симметрия в природе, технике и искусстве.

8. Корреляция и связь явлений, виды связи. Причинность, динамические модели развития. Детерминизм, его ограниченность.

9. Устойчивые и неустойчивые процессы. Спусковые механизмы и их роль.

10. Случайность, характеристики случайных явлений. Массовые явления, основные свойства массовых явлений.

11. Второе начало термодинамики - основной закон массовых явлений. Беспорядок и его мера.

12. Информация, её основные свойства, роль в природе и обществе. Современная информационная революция, порождаемые ей проблемы.

13. Замкнутые и открытые системы, необходимость обмена для активных систем любой природы. Экологические проблемы, ресурсы и развитие.

14. Диссипативные структуры в природе, экономике, социальной жизни. Самоорганизация и интенсивность обмена, использование ресурсов активными системами.

15. Эволюция сложных структур путем самоорганизации. Образование иерархических структур. Синергетическая картина мира.

16. Эволюция естественнонаучных представлений о структуре материи, элементарный уровень в различных областях естественных наук.

17. Физические поля, псевдонаучные спекуляции понятием поля. Поля и частицы на атомном и внутриатомном уровнях, принцип соответствия в современной науке.

18. Современные представления о структуре материи. Современные представления о эволюции Вселенной.

19. Современные представления о происхождении жизни, о функционировании живых организмов.

8. Литература

8.1 Основная литература

1.   Концепции современного естествознания: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по тех. напр. подготовки и спец./ , , . - Москва: КноРус, 20с.

2.  Концепции современного естествознания: учеб. пособие/ , , . - Санкт-Петербург: Лань, 20с.

8.2 Дополнительная литература

1. Аринштейн вокруг нас. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ. 1997. – 68 с.

2.  Концепции современного естествознания: учеб. для студ. вузов/ под ред. , . – М.: ЮНИТИ, 2c.

3.  От существующего к возникающему. – М.: URSS, 2c.

4.  Волькенштейн и информация. – М.: Наука, 19с.