Учебная программа по дисциплине «Концепции современного естествознания» (стр. 2 )

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
Общая трудоемкость	134	4
Аудиторные занятия	66
Лекции	36
Практические занятия	30
Лабораторные занятия	-
Самостоятельная работа студента	68
Вид итогового контроля	зачет

4.  Содержание учебной дисциплины

Лекционный курс.

Блок 1. Особенности, значение и история естественнонаучного познания

Тема 1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры. Наука и общество.

Особенности естественнонаучной и гуманитарной культуры. Отличительные черты науки как особого элемента культуры: признание объективности и познаваемости окружающего мира, теоретическая систематизация, незавершенность процесса познания. Взаимоотношения науки, религии и философии. Значение науки на современном этапе развития общества.

Тема 2. Естествознание как комплекс наук о природе. Научный метод.

Предмет и задачи естествознания. Критерии научности. Методы естествознания на эмпирическом и теоретическом уровнях познания. Гипотетико-дедуктивный метод. Эмпиризм как индуктивный путь познания (Ф. Бекон). Рационализм как дедуктивный путь познания (Р. Декарт). Границы естествознания. Роль естествознания в формировании научного мировоззрения. Научная картина мира как систематизированное и целостное представление о природе.

Тема 3. История естествознания.

Концепция эволюционного развития науки. Концепция смены парадигм (Т. Кун): «нормальная наука», «научная революция». Концепция научно-исследовательских программ (И. Лакатос): конкуренция программ как двигатель развития науки. Развитие представлений об окружающем в древнем мире. Развитие науки в древние века. Возрождение, научная революция Коперника. Становление классической науки (новое время). Диалектизация естествознания. Панорама современного естествознания. Тенденции развития.

Блок 2. Структура и общие свойства материального мира.

Тема 1. Развитие представлений о структуре материального мира.

Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Взаимодействие. Концепции дальнодействия и близкодействия: теория гравитации Ньютона и электромагнитная теория Максвелла (динамическое описание). Современные представления о материи. Движение как способ существования материи. Энергия как мера движения. Элементарные частицы как основные компоненты (единицы) материи. Структурные уровни организации материи (микро-, макро-, мегамиры).

Тема 2. Свойства объектов микромира. Принципы дополнительности, неопределенности, суперпозиции.

Развитие представлений о строении атомов. Первые модели атомов (Томпсон, Резерфорд). Зарождение квантовой теории: разрешение ультрафиолетовой катастрофы, гипотеза квантов Планка. Постулаты Бора. Корпускулярно-волновой дуализм: дискретные свойства света (Эйнштейн), волновые свойства вещества (Де Бройль). Принцип суперпозиции. Принципы неопределенности (Гейзенберг) и дополнительности (Бор). Уравнение Шредингера: вероятностный характер процессов микромира (статистическое описание). Классическая и квантовая механика – принцип соответствия. Квантовые числа, принцип Паули. Зарождение физики элементарных частиц. Элементарные частицы, их характеристики. Типы фундаментальных взаимодействий. Фундаментальные взаимодействия как основа всех форм движения материи. Проблема создания Теории Всего Сущего.

Тема 3. Материя в пространстве и времени.

Развитие представлений о пространстве и времени. Классическая концепция. Характеристики пространства, его трехмерность, однородность, изотропность. Характеристики времени, его анизотропность. Принцип относительности Галилея (принцип инерции). Инерциальные системы отсчета. Специальная теория относительности: принцип относительности Эйнштейна, принцип постоянства скорости света, представление о едином пространстве-времени, относительность интервалов времени и расстояния в разных системах отсчета, взаимосвязь массы, энергии и скорости. Общая теория относительности: зависимость свойств пространства-времени от распределения материи

Тема 4. Законы сохранения как проявление симметрии материального мира.

Симметрия как инвариантность. Принципы симметрии. Симметрии пространства – времени. Связь законов сохранения с симметрией (теорема Нетер). Закон сохранения импульса, закон сохранения момента импульса, закон сохранения заряда, закон сохранения энергии. Фундаментальный характер законов сохранения. Значение представлений о симметрии в познании объектов микро-макро-мегамира.

Тема 5. Физические свойства объектов макромира. Хаос и самоорганизация.

Порядок и беспорядок в природе. Классическая термодинамика. Состояние. Параметры макросостояния: температура, давление, удельный объем. Закон сохранения энергии в макроскопических процессах (первое начало термодинамики). Принцип возрастания энтропии (второе начало термодинамики) и необратимость времени. Направленность самопроизвольно протекающих процессов. Тепловая смерть Вселенной. Молекулярно-кинетический (статистический) метод изучения макросистем. Вероятностный характер (Больцман) и философский смысл возрастания энтропии. Проблема возникновения упорядоченных структур в природе. Открытые системы. Неравновесные процессы. Синергетика (Хакен), неравновесная термодинамика (Пригожин). Самоорганизация в живой и неживой природе, ее пороговый характер. Диссипативные структуры, флуктуация, бифуркация, аттрактор.

Тема 6. Химические процессы в макросистемах.

Химия как наука. Этапы развития химии. Химический элемент. Вещество. Реакционная способность веществ. Химические процессы. Основные химические концепции: учение о составе, структурная химия, химическая кинетика и термодинамика, эволюционная химия. Связь физических, химических и биологических форм движения материи.

Тема 7. Развитие представлений о строении и эволюции мегамира.

Развитие представлений об организации мегамира. Модели Вселенной (геоцентрическая, гелиоцентрическая, галактическая, стационарная, нестационарная). Эволюционизм в космологии: модели горячей Вселенной, холодной Вселенной, раздувающейся Вселенной. Этапы эволюции Вселенной. Гипотезы эволюционного будущего Вселенной. Возраст, размеры и структура Вселенной (звезды, галактики, скопления галактик, ячеистая структура, Метагалактика). Источник энергии и эволюция звезд. Происхождение химических элементов. Эволюция и строение Солнечной системы. 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.

Блок 3. Особенности биологического уровня организации материи.

Тема 1. Жизнь. Системность в организации живого.

Биология как комплекс наук о живой материи. Понятие жизни. Признаки живого как одной из форм движения материи. Физико-химические основы жизни. Особенности возрастания энтропии в живых системах. Живой организм как самоорганизующая система. Проблема выделения существенно важных свойств жизни. Структурные уровни организации живого: молекулярный, субклеточный, клеточный, органно-тканевой, организменный, популяционный, видовой, биогеоценотический, биосферный. Проблема элементарной живой системы. Концепция целостности жизни.

Тема 2. Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем. Генетика и эволюция.

Генетика как наука о наследственности и изменчивости живых существ. Закономерности наследования (Мендель, Морган). Онтогенез как поэтапная реализация генетической программы. Онтогенез и филогенез. Относительность постоянства признаков – основа эволюционного процесса. Развитие эволюционизма в биологии (Линней, Бюффон, Ломоносов, Ламарк, Дарвин). Принципы биологической эволюции: необратимость, векторный характер. Факторы эволюции: наследуемая изменчивость признаков, естественный отбор. Популяция как эволюционная единица. Сопряженная эволюция.

Тема 3. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы.

Разнообразие живых организмов. Жизнь как биологический круговорот веществ, его емкость и интенсивность. Условия существования биосферы как открытой неравновесной системы: поток энергии, внутренняя структура. Живое вещество как мощная геологическая сила (планетарная роль живого вещества). Типы питания (авто-гетеротрофы). Первичная продуктивность экосистем. Взаимоотношения в биогеоценозах (трофические, топические, фабрические, форические). Разнообразие трофических взаимодействий – основа устойчивости экосистем (группы организмов по месту в цепи питания, распределение энергии по трофическим уровням, виды взаимодействий).

Тема 4. Проблема происхождения жизни: возможности естествознания.

Гипотезы происхождения жизни: креционизм, самопроизвольное зарождение, стационарное состояние, панспермия, биохимическая эволюция. Протожизнь. Возникновение клетки. Эволюция клеточных структур. Возникновение эукариот. Возникновение аэробов. Возможности методов естествознания в решении проблемы происхождения жизни. Проблема распространенности жизни во Вселенной.

Блок 4. Человек в системе материального мира.

Тема 1. Человек как предмет естественнонаучного познания.

Человек как предмет естественнонаучного познания. Биосоциальная природа человека: индивид и личность – двойственность или целостность? Возможности и ограничения естественно-научных методов в изучении человека. Место человека в системе живой природы: биологическая и экологическая характеристика вида «человек разумный». Социальная характеристика человека. Проблема соотношения биологического и социального в индивидуальном развитии человека. Индивидуальное и популяционное здоровье. Эмоции, творчество, работоспособность.