ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ТГПУ)

“ УТВЕРЖДАЮ“

Декан физико-математического факультета

________________________

“____”_____________2008 г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ДПП. ДС.01

«Естественнонаучное мировоззрение и современная физическая картина мира»

специальность 050203.65 (032200) — физика,

специализация «032205 — преподавание в классах с углубленным изучением физики»

ТОМСК 2008

1.Цели и задачи дисциплины.

Введение данной дисциплины направлено на формирование современного естественнонаучного мировоззрения, основанного на знании фундаментальных физических теорий.

Задачи курса – показать студентам эволюционное развитие физической картины мира. Рассмотреть открытие и развитие основных физических законов в рамках конкретной физической картины мира.

2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

В результате изучения курса «Физическая картина мира» студенты должны:

1)  иметь четкое представление о понятии «физическая картина мира»;

2)  иметь представление об эволюции естественнонаучной картины мира, базирующейся на физических законах;

3)  знать основные естественнонаучные понятия, лежащие в основе физической картины мира и иметь представление об их развитии и изменении в процессе познания мира;

4)  знать основные закономерности процесса научного познания мира;

5)  знать основные законы и принципы, лежащие в основе механической картины мира;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

6)  знать основные законы и принципы, лежащие в основе электродинамической картины мира;

7)  знать основные законы и принципы, лежащие в основе квантово-полевой картины мира;

8)  иметь представления о специфике описания природы в рамках неклассической физики;

9)  иметь представление об эволюционно-синергетической концепции описания природы, явлениях самоорганизация в природе;

10)  знать различия в специфике описания природы в классическом, неклассическом, постнеклассическом естествознании;

11)  иметь представления о физической картине мира, основанной на трансдисциплинарных идеях естествознания.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Всего

Часов

Семестр

5-й

Общая трудоемкость дисциплины

120

120

Аудиторные занятия

72

70

Лекции

36

36

Практические занятия (ПЗ)

-

-

Семинары (С)

36

36

Лабораторные работы (ЛР)

–

–

И (или) др. виды аудиторных занятий

–

–

Самостоятельная работа (СР)

48

48

Курсовой прект

-

-

Реферат

-

-

Расчетно-графические работы

-

-

Реферат

–

–

И (или) др. виды

–

–

Вид итогового контроля

(зачет, экзамен)

экзамен

экзамен

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№

п/п

Раздел дисциплины

Лекции

Семинары

1

Физическая картина мира как основа для интеграции естественнонаучных знаний

2

2

2.

Эволюция естественнонаучной картины мира.

2

2

Естественнонаучные базисные понятия, лежащие в основе физической картины мира, их развитие и изменение в процессе познания.

2

2

3

Методы научного познания в физике. Физика и философия.

2

2

4

Физическая теория и ее роль в физической картине мира.

2

2

5

Механическая картина мира.

2

2

6

Специфика описания природы в рамках классической физики.

7

Электродинамическая картина мира (ЭКМ). Основные законы и принципы, лежащие в основе ЭКМ.

2

2

8

Теория относительности и физическая картина мира.

2

2

9

Квантово-полевая картина мира (ККМ).

2

3

10

Описание природы в рамках неклассической физики;

2

2

11

Специфика описания природы в классическом, неклассическом естествознании.

2

2

12

Специфика описания природы в постнеклассическом естествознании;

2

2

13

Науки о космосе и Земле. Эволюция Вселенной.

2

2

14

Строение и эволюция Земли. История геологического развития Земли и живой материи на ней.

2

2

15

Принципы развития живых систем на макро - и микроуровне.

2

2

16

Учение о развитии ноосферы. Идеи русских космистов. Роль этих учений в физической картине мира.

2

2

17

Эволюционно-синергетическая концепция развития природы

2

2

18

Процессы самоорганизация в природе

2

2

Всего часов

36

36

4.2. Содержание разделов дисциплин

1.Физическая картина мира как основа для интеграции естественнонаучных знаний

Понятие физической картины мира. Структура физической картины мира. Частнонаучные картины мира. Физическая картина мира как основа для интеграции естественнонаучных знаний. Функции научной картины мира: систематизирующая, объяснительная, информационная, эвристическая.

2. Эволюция естественнонаучной картины мира.

Объективные причины эволюции естественнонаучной картины мира. Процесс эволюции естественнонаучной картины мира. Этапы эволюции естественнонаучной картины мира.

Эволюция базисных понятий, лежащих в основе физической картины мира: пространство, время, материя, движение, взаимодействие в зависимости от перехода от одной физической картины мира к другой.

Методы научного познания в физике. Физика и философия.

Эмпирические и теоретические методы в изучении природы. Классификация по сфере использования метода: всеобщие, общенаучные, специфические методы. Переход методов из одной группы в другую. Философские и физические знания.

Физическая теория и ее роль в физической картине мира.

Физическая теория – замкнутая система понятий, которые полностью описывают определенный круг явлений. Структура физической теории. Роль физической теории в физической картине мира.

Механическая картина мира.

Содержание основных естественнонаучных понятий механистической картины мира - пространство, время, материя, движение, взаимодействие. Роль механистической картины мира в развитии науки и человеческой цивилизации.

6. Специфика описания природы в рамках классической физики.

Основная база – классическая рациональность. Экспериментальный метод - ведущий в исследованиях природы. Введен метода идеализаций. Использование метода математизации физической науки.

7. Электродинамическая картина мира (ЭКМ).

Основные законы и принципы, лежащие в основе ЭКМ. Содержание основных естественнонаучных понятий - пространство, время, материя, движение, взаимодействие. Роль электродинамической картины мира в развитии науки и человеческой цивилизации.

8. Теория относительности и физическая картина мира.

Основные положения, постулаты теории относительности. Роль теории относительности в физической картине мира.

9. Квантово-полевая картина мира (ККМ).

Причины и предпосылки, приведшие к созданию ККМ. Содержание основных естественнонаучных понятий в ККМ. Роль квантово-полевой картины мира в развитии науки и человеческой цивилизации.

10.Описание природы в рамках классической физики.

Основной принцип: в повторяющихся сходных условиях результаты наблюдений воспроизводятся однозначно, при этом, сам процесс наблюдения за системой не влияет на ее поведение. Использование классической формальной логики (альтернативная логика, которая базирует свои построения на законе исключения третьего).

Отстраненность исследователя как постороннего наблюдателя, не включенного в систему. В классическом естествознании представления о сложности сводятся к наличию многих признаков системы. Классическому естествознанию свойственно представление о структуре как о схеме строения объекта, а о сложности – как о совокупности его характеристик.

11.Специфика описания природы в неклассическом естествознании.

Главная черта НСЕМ – признание стохастического (нерегулярного) характера природных явлений. Представление о неконтолируемости воздействия на объект со стороны окружения. Для неклассической рациональности исследование - результат того, что человек включен в исследуемую систему, сам является событием в исследуемой системе. Невозможность возврата системы в прежнее состояние с целью получения добавочных сведений. Понятие состояния системы.

12.Специфика описания природы в постнеклассическом естествознании.

Развитие представлений о постнеклассическом подходе к изучению явленний природы.

13.Науки о космосе и Земле. Эволюция Вселенной.

Развитие представлений о стороении космоса и Земли. Современные представления. Теории возникновения Вселенной. Современные представленния об эволюции Вселенной.

14.Строение и эволюция Земли. История геологического развития Земли и живой материи на ней.

Строение и эволюция Земли. История геологического развития Земли и живой материи на ней.

15.Принципы развития живых систем на макро - и микроуровне.

Принципы развития живых систем на макроуровне. Принципы развития живых систем на микроуровне.

16.Учение о развитии ноосферы. Идеи русских космистов. Роль этих учений в физической картине мира.

Учение о развитии ноосферы, о неизбежности ее развития, подготавливаемой как эволюцией биосферы, так и историческим развитием человечества. . Основные идеи русских космистов и их роль в физической картине мира. мысли о целостности, неделимости цивилизации, о единстве биосферы и человечества.

17.Эволюционно-синергетическая концепция развития природы.

Эволюция и революция. Эволюционная теории развития природы. Основные понятия синергетики. Эволюционно-синергетическая концепция развития природы.

18.Процессы самоорганизация в природе

Процессы самоорганизация в живой и неживой природе.

Лабораторный практикум.

Не предусмотрен.

Учебно-методическое обеспечение дисциплины:

6.1. Рекомендуемая литература

а)основная литература

1.  Шестак, современного естествознания./ , . - Томск:изд-во ТГПУ, 2004. - 280с.

2000. 237с.

б) дополнительная литература

Бабушкин, концепции естествознания. Лекции по курсу/. - Санкт - Петербург: Издательство „ЛАНЬ“, 2000. – 203 с. Горелов, современного естествознания / . – Москва: Гуманитарный издательский центр „ВЛАДОС“, 1999. – 511 с. Дубнищева, современного естествознания / . - Новосибирск: ООО „Издательство ЮКЭА“, 1997.- 832 с. Карпенков, концепции естествознания / – Москва: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1998. – 208 с. Концепции современного естествознания / Под редакцией . – Ростов н/Д: Издательство „Феникс“, 1997. - 448 с. Мощанский, мировоззрения учащихся при изучении физики/ - М.:Просвещение.- 1989 -187с. Мякишев, и статистические закономерности в физике / . – Москва: Наука, Главная редакция физико – математической литературы, 1973.– 270 с. Новиков, взорвалась Вселенная./ . – Москва: Наука, Главная редакция физико – математической литературы, 1988.– 175 с. Основы современного естествознания / Под редакцией проф. , проф. . – Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. –162 с. Развитие естествознания в России / Под редакцией , . – Москва: Наука, 1977. – 535 с. Резанов, катастрофы в истории Земли / . – Москва: Наука, 1984.– 175 с. Свиридов, современного естествознания. Эволюционная концепция. Часть I. /.- Воронеж: Московский гуманитарно-экономический институт. Воронежский филиал, 1999. – 287 с. Чернин, и физика / – Москва: Наука, Главная редакция физико – математической литературы, 1984.– 159 с.

6.2.Средства обеспечения освоения дисциплины

(перечень обучающих, контролирующих и компьютерных программ, диафильмов, кино-и телефильмов)

Телефильм «Образование и эволюция галактик». Телефильм «Развитие жизни на Земле». Компьютерные демонстрации:

а) явлений самоорганизации.

б) модель ДНК.

в) законы Менделя.

7.  Материально-техническое обеспечение дисциплины

(специализированные лаборатории и классы, основные приборы, установки, стенды):

а) Специально оборудованная физическая аудитория.

б) Специализированные лаборатории на кафедре общей физики.

Установки для демонстрационного эксперимента:

а) Принцип Гюйгенса на водяной ванне

7.  б) Красная граница фотоэффекта

8.  в) Демонстрация вихрей Тейлора.

г) Ячейки Бинара.

д) Поющая труба Рийке.

е) Автоколебания.

Методические рекомендации по организации изучения дисциплины (включается в программу по усмотрению разработчиков).

8.1. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины для студентов

·  При подготовке к семинарским занятиям необходимо самостоятельно подобрать соответствующую литературу по каталогу, имеющемуся в библиотеке ТГПУ.

·  Студент должен уметь отбирать и обрабатывать фактический материал, представленный в периодической литературе, статистических сборниках, монографиях.

·  При подготовке к семинарским занятиям необходимо вычленять позиции различных ученых, а также свои позиции к изучаемой проблеме.

·  Необходимо сделать анализ разработанности данной проблемы, пути ее разрешения, предложенные различными учеными, а также самим студентом. Сделать обоснованные выводы по изученной теме.

8.2. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины для преподавателей

·  Для изучения данного курса необходимо, чтобы студенты изучили курс общей физики. На этих знаниях базируются представления о физической картине мира.

Рекомендуется применение компьютеров, моделирующих различные физические явления и процессы, изучаемые в данном курсе.8.1

Примерный перечень вопросов к экзамену

1.  Эволюция физической картины мира.

2.  Фундаментальная физическая теория как ядро физической картины мира.

3.  Физическая картины мира как составляющая общечеловеческой культуры.

4.  Физическая картина мира как основа для интеграции естественнонаучных знаний

5.  Основные базисные понятия, лежащие в основе физической картины мира, их развитие и изменение в процессе познания.

6.  Методы научного познания в физике.

7.  Эмпирические методы исследования природы (наблюдение, описание, сравнение, эксперимент)

8.  Теоретические методы описания природы (формализация, аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный метод).

9.  Общенаучные методы познания мира: анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, индукция, дедукция, аналогия, моделирование, классификация.

10.  Статистические методы в описании природных закономерностей.

11.  Симметрия и законы сохранения.

12.  Физика и философия.

13.  Физика и биология.

14.  Физика и химия.

15.  Физика и общетехнический прогресс

16.  Механическая картина мира (МКМ). Ее научное и общекультурное значение.

17.  Законы Ньютона и их роль в МКМ.

18.  Специфика описания природы в рамках классической физики.

19.  Принцип относительности Галилея.

20.  Лапласовский детерминизма.

21.  Электродинамическая картина мира (ЭКМ). Причины, приведшие к ее появлению.

22.  Теория Максвелла.

23.  Преобразования Лоренца.

24.  Специальная теория относительности Эйнштейна.

25.  Квантово-полевая картина мира (ККМ). Причины, приведшие к ее появлению.

26.  Гипотеза Планка, фотоэффект – элементы ККМ.

27.  Идея Луи де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме.

28.  Уравнение Шреденгира.

29.  Принцип Гейзенберга.

30.  Описание природы в рамках неклассической физики;

31.  Специфика описания природы в классическом, неклассическом естествознании.

32.  Специфика описания природы в постнеклассическом естествознании;

33.  Изолированные и открытые системы. Диссипативные системы

34.  Энтропия. Принцип возрастания энтропии.

35.  Самоорганизация. Устойчивость равновесных состояний.

36.  Самоорганизация в живой и неживой природе. Принцип универсального эволюционизма.

37.  Химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность веществ. Конкурентные химические реакции.

38.  Особенности биологического уровня организации материи. Биологические макромолекулы.

39.  Человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность. Биоэтика. Общество как открытая система.

40.  Клетка как открытая система.

41.  Генетика и биологическая эволюция.

42.  Науки о космосе и Земле. Эволюция Вселенной.

43.  Земля: строение, геологическая эволюция. Возникновениегеосферных оболочек.

44.  Учение о развитии ноосферы. Идеи русских космистов. Роль этих учений в физической картине мира.

45.  Эволюционно-синергетическая концепция развития природы.

Программа составлена в соответствии с решением учебно-методического объединения по специальностям педагогического образования на основании выписки из протокола №13 заседания Ученого совета ГОУ ВПО по реализации специальности «032205 – преподаваеие в классах с углубленным изучением физики» по специальности 050203.65 (032200) - «физика». Документ подписан председателем УМО по специальностям педагогического образования ректором МПГУ, академиком РАО, член-корр. РАН .

Программу составила:

к. ф.-м. наук, доцент каф. общ. физ. ______________

Программа дисциплины утверждена на заседании кафедры общей физики ТГПУ протокол № ___ от “ “___________________2008 г.

Зав. кафедрой _____________

Программа дисциплины одобрена метод. комиссией физико-математического факультета ТГПУ.

Председатель метод. комиссии

физико-математического факультета, профессор ____________

Согласовано:

Декан ФМФ ___________________