- •Екатеринбург 2007
- •Заведующий кафедрой общей физики а.С. Борухович
- •Председатель методической комиссии ипи ргппу в.Ф. Журавлев
- •Введение
- •Раздел1 базируется на материале таких основных естественных наук, как физика, химия, биология и, связанных с ними, наук – астрономия, геология, экология и т.Д.
- •Раздел 2 основан на биологии и экологии и раскрывает концепции биологической картины мира.
- •Раздел 1. Современные концепции физической картины мира (микромир, макромир и мегамир) и представления о саморганизации в
- •1. Виды и объёмы учебной работы, график изучения дисциплины
- •Виды и объёмы учебной работы, график изучения дисциплины «Концепции современного естествознания»
- •2. Тематический план изучения дисциплины
- •3. Содержание тем ( разделов) дисциплины
- •3.2. Пространство, время, симметрия
- •3.4 Порядок и беспорядок в природе
- •3.4.1 Механический детерминизм. Хаотическое поведение динамических
- •3.4.3 Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношения неопределенностей
- •3.5.2 Космогония. Геологическая эволюция
- •4.Темы практических занятий ( семинар, лабораторный практикум )
- •Раздел 2. Современные концепции биологической картины мира и представления самоорганизации в живой природе
- •2. Тематический план изучения дисциплины
- •По очной форме обучения
- •По очной форме обучения
- •По очной форме обучения
- •3. Наименование тем лекций и их содержание
- •3.1. Особенности биологического уровня организации материи
- •3.2. Происхождение жизни на Земле.
- •3.3. Принципы воспроизводства и развития живых систем
- •3.4. Принципы эволюции. Генетика и эволюция
- •3.5. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы
- •3.6. Человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность
- •3.7. Человек, биосфера и космические циклы: ноосфера, необратимость времени, самоорганизация в живой и неживой природе. Биоэтика
- •3.8. Принципы универсального эволюционизма
- •3.9. Путь к единой культуре
- •4. Темы семинарских занятий, объем в часах.
- •5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •6. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
3. Содержание тем ( разделов) дисциплины
В данной учебной программе отражены как содержание дисциплины «Концепции современного естествознания» (КСЕ) в государственных образовательных стандартах (ГОС) высшего профессионального образования (ВПО), так и аттестационных педагогических материалов (АПИМ), используемых в рамках Интернет-экзамена в сфере профессионального образования. Структура программы дисциплины КСЕ отражает структуру дидактических единиц (ДЕ) материалов АПИМ.
3.1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины Мира
3.1.1 Научный метод
Понятия: метод, научный метод познания; уровни научного познания: эмпирический, теоретический; критерии научного знания; определения методов научного познания; свойства научного знания; требования к научным гипотезам; функции науки; принцип соответствия, соотношение абсолютной и относительной истин, область применимости теории.
3.1.2 Естествознание и его роль в культуре
Понятия: естествознание; естественные науки, их иерархию; процесс интеграции и дифференциации наук; различия естественнонаучного и гуманитарного знания; суть проблемы двух
3.1.3 Этика научных исследовании. Псевдонаука
Этические принципы научных исследований; различия между наукой и псевдонаукой; разновидности псевдонауки; понятия о биоэтике, евгенике, генной инженерии, клонировании трансплантации, эвтаназии
3.1.4 Формирование научных программ
Основы формирования трех научных программ - атомистической, континуальной и математической.
3.1.5 Естественнонаучные картины мира
Основные естественнонаучные картины мира; отличие научной картины мира от научной теории и от художественного образа; фундаментальные вопросы, на которые отвечает научная картина мира; развитие представлений о материи, о движении, о взаимодействии, о причинности и закономерности, космологических представлений в научных картинах мира.
3.1.6 Развитие представлений о материи
Понятие о материи, ее формах; понятие о веществе в механической картине мира; атомно-молекулярное учение (работы А. Лавуазье, М.В. Ломоносова); учение о составе (закон Ж. Пруста и теория Дж. Дальтона); учение о строении вещества (теория А.М. Бутлерова).
3.1.7 Развитие представлений о движении
Понятия: движение, волна; формы движения; основные характеристики механического движения: материальная точка, траектория, скорость, ускорение, путь, сила, импульс тела, момент импульса, механическая работа; 1 и 2 законы Ньютона; виды и характеристики волн: скорость, длина волны, частота; общие свойства волн: дифракция, интерференция, поляризация
Развитие представлений о взаимодействии 3-й закон Ньютона; виды и характеристики фундаментальных взаимодействий, принципы дальнодействия, близкодействия; полевой и квантово-полевой механизм передачи взамодействия; принцип суперпозиции.
3.2. Пространство, время, симметрия
Принципы симметрии, законы сохранения
Определение симметрии, виды симметрии, понятие инвариантности пространственно-временных преобразований; Простейшие симметрии (асимметрии) пространства, времени и связанные с ними законы сохранения, теорема Нетер.
3.2.2 Эволюция представлений о пространстве и времени
Пространство и время Аристотеля, понятия абсолютного пространства и абсолютного времени Ньютона, исторической концепции мирового эфира, следствие из опыта Майкельсона-Морли, инвариантность скорости света, единство пространства и времени как формы существования движущейся материи в современной научной картине мира
3.2.3 Специальная теория относительности
Динамические симметрии пространства и времени, основные положения специальной теории относительности (СТО), особенности проявления причинно-следственных связей в СТО, понятие пространственно-временного континуума.
3.2.4 Общая теория относительности
Принцип эквивалентности гравитационного поля и сил инерции, основные положения теории относительности (ОТО), понятия гравитационного радиуса, гравитационного коллапса; черные дыры.
3.3 Структурные уровни и системная организация материи
3.3.1 Микро-, макро-, мегамиры
Основы принятого разделения на мега-; макро- и микромиры; основные структурные единицы мегамира; единицы измерения расстояний в мегамире; явления, позволившие оценить время существования Вселенной; метагалактика, скопления галактик, галактики; местную группу галактик, нашу Галактику - Млечный Путь, структуру Млечного Пути; типы звезд , положение и движение Солнца в Галактике, состав Солнечной системы
Структурные уровни организации материи
Системы, системность, целостность, иерархичность природы, аддитивные и интегральные свойства, витализм, редукционизм, взаимосвязь физического, химического, биологического и социального уровней организации материи.
Организация материи на физическом уровне
Основные методы получения знания о строении веществ; основные принципы и законы физики, определяющие строение и взаимодействие веществ; иерархию частиц в микромире и их волновую природу.
Процессы на физическом уровне организации материи
Явления естественной и искусственной радиоактивности; радиоактивные элементы; основной закон радиоактивного распада и понятие периода полураспада; правила смещения в Периодической таблице элементов из-за альфа и бета-распадов; открытие и строение атомного ядра; устойчивость атомных ядер; типы фундаментальных взаимодействий в масштабах атомных ядер; ядерные реакции деления, цепная реакция деления урана, ее энергетический выход; понятие дефекта массы; термоядерные реакции синтеза; процессы, обеспечивающие энергию звезд; примеры нелинейных явлений.
Организация материи на химическом уровне
Современные понятия: «химический элемент, атом, изотопы, молекула, вещество, полимеры»; строение атома, периодический закон и периодическую систему.
Процессы на химическом уровне организации материи
Понятия «химический процесс, экзо-, эндотермические процессы, катализ»; свойства катализаторов, понятия о видах катализа; энергия активации, закон действующих масс, уравнение Вант-Гоффа, принцип Ле Шателье;