Естественнонаучная картина мира

Кафедра естествознания

Элективный курс

Естественнонаучная картина мира

(курс предназначен для учащихся 10 классов, преп. )

Основная идея курса – показать, что окружающий мир представляет собой совокупность большого числа сложноорганизованных, взаимодействующих друг с другом, постоянно эволюционирующих систем; что эволюция биосферы и развитие человеческого общества подчиняются одним и тем же законам; что единственным условием возможного выживания человечества как биологического вида является коэволюция человечества и биосферы.

Основная цель курса – сформировать основы естественнонаучной картины мира, а на ее основе заложить фундамент для формирования личного мировоззрения у каждого учащегося.

Программа курса

Введение. Естествознание как комплекс наук о природе. Взаимосвязи есте­ственных наук. Законы природы. Познавательная и практическая ценность науки.

Земля и Вселенная. Звезды, их природа. Расстояния в звездном мире. Размеры и форма Земли. Вращение Земли, направление земной оси. Естественный спутник Земли. Движение Земли вокруг Солнца. Солнечная система; ее пространственно-временные характерис­тики и устройство. Солнце как движущая сила планетарных процессов. Термоядерные реакции. Звезды. Эволюция звезд. Проблема внеземной жизни. Галактики, их классификация. Необычные космические объекты. Эволюция Вселенной. Гипотеза Большого взрыва. Будущее Вселенной.

Симметрия и понимание природы. Симметрия пространственных форм. Гармония

пространствен­ных форм в живой и неживой природе. Кристаллы. Фрак­талы. Симметрия фрактальных форм. Симметрия и порядок. Пространство и время. Однородность и изотропность пространст­ва, однородность времени. Анизотропность времени. Законы сохране­ния как следствие симметрии пространства и времени. Элементы специальной теории относительности. Нераздельность пространства и време­ни. Эквивалентность массы и энергии. Элементарные представления общей теории относительности.

Материя, ее структура и свойства. Понятие материи. Материальное единство Вселенной.

Вещество как форма материи. Агрегатные состояния вещества. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Физическое поле. Принцип близкодействия. Поле и заряд, их взаи­мосвязь.

Понятие взаимодействия. Фундаментальные взаимодействия, их свойства и материальные носители. Взаимодействия, преобладающие в мега-, макро - и микромире. Устойчивость атомов, атомных ядер. Радиоактивность.

Строение и свойства вещества. Единство и эволюция элементного состава вещества на Земле и во Вселенной. Элементный состав живых и биокосных систем. Механиз­мы миграции элементов на Земле. Межмолекулярные взаимодействия. Геометрическое строение молекул и их симметрия. Молекула как структурная основа многообразия веществ.

Уровни организации и свойства живых систем. Уровни организации живой материи; жизнь и живое вещество; косное и биокосное вещество биосферы; молекулярный, субклеточ­ный, клеточный, тканевый и органный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический и биосферный уровни организации живого. Биологическая система.

Самоорганизация природных систем. Современные представления о возникновении жизни. Биологическая эволюция. Синтез генетики и классического дар­винизма. Эволюционная роль мутаций. Генетические процессы в по­пуляциях. Пути достижения биологического прогресса. Основные закономерности эволюции: ди­вергенция, конвергенция, параллелизм; правила эволюции групп ор­ганизмов. Результаты эволюции: многообразие видов, органическая целесо­образность, постепенное усложнение организации.

Порядок и беспорядок в природе. Случайные процессы и вероятностные закономерности в приро­де. Квантовая неопределенность. Соотношения неопределенностей. Проблема измерения.

Самоорганизация в природных, технических и социальных систе­мах. Ключевые понятия те­ории самоорганизации: хаос, флуктуации, диссипативная структура, энергия, энтропия, информация.