- •Концепции современного естествознания
- •А.И. Бочкарёв, в.М. Васюков, о.В. Козловская, и.А. Дымченко
- •1. Рабочая учебная программа дисциплины
- •1.1. Цели освоения дисциплины
- •1.2. Место дисциплины в структуре ооп специальности
- •1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- •1.4. Структура и объем дисциплины
- •1.4.1. Структура дисциплины (распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий)
- •1.4.2. Содержание дисциплины (распределение фонда времени по темам и видам занятий)
- •Человеческой культуры. История естествознания
- •1.1. Научное познание и роль науки в обществе. Структура естествознания
- •1.2. Естественные и гуманитарные науки
- •1.3. Эмпирический и теоретический уровни в естествознании
- •1.4. Возникновение рационального мышления. Формирование научного метода. Классический и неклассический периоды естествознания Геоцентрическая система мира
- •Гелиоцентрическая система мира
- •2.1. Механика Ньютона и детерминизм Лапласа. Законы сохранения
- •2.2. Дискретность и непрерывность материи в классическом естествознании
- •2.3. Концепции дальнодействия и близкодействия
- •3.1. Эволюция представлений о пространстве и времени
- •3.2. Постулаты и следствия специальной теории относительности
- •3.3. Взаимосвязь массы и энергии как основа ядерной энергетики. Основные положения и выводы общей теории относительности
- •3.4. Описание состояний в динамических и статических теориях. Законы термодинамики
- •3.5. Хаос, беспорядок и порядок в природе. Энтропия
- •В физике микромира. На переднем плане микромира
- •4.1. Противоречия в классической теории излучения и проявления концепции квантов. Корпускулярно-волновой дуализм
- •4.2. Особенности описания состояний в квантовой механике. Дискретные уровни энергии электронов в атомах и принцип Паули
- •4.3. Методы изучения микромира. Ускорители элементарных частиц. Стандартная модель элементарных частиц
- •I. Классификация элементарных частиц по значению спина
- •II. Классификация элементарных частиц по участию во взаимодействиях
- •4.4. Проблемы объединения фундаментальных взаимодействий
- •5.1. Химия и алхимия
- •5.2. Учение о составе вещества. Понятие о химических элементах. Периодическая система д.И. Менделеева
- •5.3. Учение о структуре вещества
- •5.4. Химические связи и строение молекул. Учение о химических процессах
- •5.5. Неорганические и органические соединения
- •Неорганические соединения
- •Органические соединения
- •5.6. Каталитическая и эволюционная химия
- •6.1. Масштабы и строение Вселенной
- •6.2. Развитие космологических и космологических представлений
- •6.3. Экспериментальные обоснования концепции Большого Взрыва. Темная материя и темная энергия
- •6.4. Разнообразие звезд, их строение и устойчивость. Рождение и термоядерная жизнь звезд. Смерть звезд
- •6.5. Солнце и солнечная система
- •6.6. Предмет и методы наук и Земле. Возникновение Земли и основные периоды геологической эволюции
- •6.7. Внутренние и внешние оболочки Земли
- •6.8. Тектоника литосферных плит. Эволюция атмосферы и гидросферы
- •7.1. Структурная иерархия живой материи. Феноменология жизни Признаки живой материи
- •Уровни организации живой материи
- •7.2. Молекулярные процессы в клетке
- •Строение клеток
- •Воспроизведение клеток
- •Обмен веществ и превращение энергии в клетке
- •Биосинтез белка
- •3 Нуклеотида → 1 аминокислота
- •7.3. Происхождение жизни и основные этапы ее эволюции Гипотезы происхождения жизни на Земле
- •Начальные этапы развития жизни на Земле
- •7.4. Генетика и эволюция
- •Закономерности наследования
- •Изменчивость
- •Генная инженерия и клонирование
- •Основные эволюционные теории
- •Микро- и макроэволюция
- •Факторы эволюции
- •Основные направления эволюции
- •Правила эволюции
- •8.1. Человек в иерархической структуре царства животных. Основные стадии антропогенеза
- •8.2. Социальная природа человека
- •8.3. Человек разумный Социально-географические особенности демографии
- •Социально-экологические особенности демографии. Окружающая среда и здоровье человека
- •8.4. Экосистема и ее элементы
- •Типы взаимодействия организмов
- •8.5. Геохимические функции живого вещества. Биосфера и человек
- •8.6. Глобальный экологический кризис
- •9.1. Естествознание и техника
- •9.2. Особенности эволюционных процессов в природе Самоорганизация в неживой природе
- •Самоорганизация в живой природе
- •Принципы универсального эволюционизма
- •Структурность и целостность в природе
- •Принципы целостности современного естествознания
- •9.3. Синергетика как наука о самоорганизации. Закономерности самоорганизации. Генезис синергетики. Моделирование самоорганизующихся процессов в природе и обществе
- •Методология постижения открытого мира
- •Принципы синергетики и синергетическая среда
- •Формирование инновационной культуры
- •3.Практические занятия
- •Практическое занятие 7. Естествознание и научно-технический прогресс. Самоорганизация в природе и в обществе (раздел 9)
- •Правила выполнения и оформления лабораторных работ
- •Лабораторная работа № 1. Изучение движения тел
- •Лабораторная работа № 2. Изучение статического равновесия механических систем
- •Лабораторная работа № 3. Изучение эволюции организационных структур методом моделирования электростатических полей
- •Лабораторная работа № 4. Исследование обменных процессов
- •Лабораторная работа № 5. Основные закономерности протекания химических процессов
- •Лабораторная работа № 6. Земля во вселенной
- •Лабораторная работа № 7. Солнечная активность
- •Лабораторная работа № 8. Сравнение строения клеток прокариот и эукариот
- •Лабораторная работа 9. Выявление активности процесса фотосинтеза
- •Лабораторная работа № 10. Исследование динамики открытых систем
- •Лабораторная работа № 11. Имитационное моделирование филогенеза
- •Лабораторная работа № 12. Изучение индивидуальных авторитмов
- •Лабораторная работа № 13. Исследование принципа симметрии
- •Лабораторная работа № 14. Экологическая характеристика места жительства, жилища и образа жизни
- •Лабораторная работа № 15. Изучение информационного поля конкурентного взаимодействий в малой социальной группе
- •Лабораторная работа № 16. Изучение оптических явлений и иллюзий восприятия действительности
- •Иллюзии цвета и контраста
- •Иллюзии восприятия глубины
- •4.Самостоятельная работа
- •Перечень тем творческих реферативных работ
- •5.Образовательные технологии
- •6.Оценочные средства для контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
- •Примерные тестовые задания для текущего, промежуточного и итогового контроля успеваемости обучающихся
- •Тема 1. Естествознание в контексте человеческой культуры. История естествознания
- •Тема 2. Механический детерминизм. Корпускулярные и континуальные концепции в естествознании
- •Тема 3. Пространство, время, относительность. Статистические закономерности в природе
- •Тема 4. Квантовые представления в физике микромира. На переднем крае физики микромира
- •Тема 5. Строение вещества
- •Тема 6. Вселенная. Звезды. Земля
- •Тема 7. Жизнь
- •Тема 8. Человек. Биосфера
- •Тема 9. Естествознание и научно-технический прогресс. Самоорганизация в природе и в обществе
- •7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
- •«Концепции современного естествознания»
- •445677, Г. Тольятти, ул. Гагарина, 4.
Лабораторная работа № 6. Земля во вселенной
Цель работы: изучить особенности движения планет вокруг Солнца; размеры и движение Земли вокруг Солнца.
Материалы и оборудование: географический атлас, географический глобус, циркуль, линейка, миллиметровая бумага.
Теоретическая часть
Повторите материал по темам «Вселенная», «Звезды», «Земля» и выясните, какие объекты составляют систему небесных тел.
Практическая часть
Задание 1. Рассмотрите схему движения планет вокруг Солнца в разделе «Звезды» и таблицу 2.
Дайте сравнительную характеристику Земли и одной из планет Солнечной системы (по выбору студента) по следующей форме (табл. 1).
Таблица 1. Сравнительная характеристика Земли и других планет
Астрономические характеристики |
Земля |
Планета |
1. Диаметр экватора |
|
|
2. Масса |
|
|
3. Плотность |
|
|
4. Расстояние от Солнца |
|
|
5. Период обращения по орбите |
|
|
6. Период вращения вокруг своей оси |
|
|
7. Температура поверхности |
|
|
Таблица 1. Характеристики больших планет Солнечной системы
Задание 2. Дайте краткую физико-географическую характеристику выбранной планеты, ориентируясь на следующие вопросы:
- Способна ли планета удерживать вокруг себя атмосферу?
- Есть ли на этой планете смена времен года и если есть, то с чем связана – с ее расстоянием от Солнца или с наклоном оси?
- Каков состав атмосферы?
- Как влияет атмосфера на температурный режим планеты?
- Каковы суточные контрасты температур?
- Чем отличается эта планета от планет земной группы (если выбрана одна из больших планет)?
- Оцените физико-географические условия для существования биосферы на данной планете.
Задание 3. Выполните рисунки 2 и 3 и объясните возникновение солнечных и лунных затмений.
Рис. 1. Схема солнечного затмения Рис. 1. Схема лунного затмения
С чем связано наступление лунных и солнечных затмений? Почему затмения не происходят каждый месяц (одно солнечное и одно лунное)?
Задание 4. Пользуясь данными табл. 2, постройте график «Зависимость дальности видимого горизонта от высоты места наблюдения».
Таблица 2
Высота места наблюдения, м |
0 |
2 |
10 |
50 |
100 |
500 |
1000 |
3000 |
5000 |
0 |
Дальность видимого горизонта, км |
0 |
5,5 |
12,2 |
27,3 |
38,6 |
86,4 |
122,1 |
211,5 |
273,1 |
386 |
График вычерчивают на миллиметровой бумаге, масштабы – горизонтальный и вертикальный – могут быть различными. Наиболее удобные масштабы: горизонтальный 1:100 000, вертикальный 1:4000000.
Для построения графика берут систему прямоугольных координат. На оси абсцисс откладывают высоту места наблюдения, на оси ординат – дальность видимого горизонта. При построении кривой первые четыре цифры, обозначающие высоту места наблюдения, не принимаются во внимание, поэтому на кривой будет показано изменение дальности видимого горизонта с высоты 100 м.
Высоты 2, 10, 50 м и соответствующая им дальность видимого горизонта из-за масштаба не учитываются, на них следует обратить внимание при анализе графика.
Вычислите по графику дальность видимого горизонта для вы-сот: 8848 м (Джомолунгма), 5642 м (Эльбрус).
Пользуясь графиком, данными таблицы 2 и картой, определите, можно ли с мыса Дежнева увидеть берега Америки? Можно ли из Санкт-Петербурга увидеть берега Финляндии?
Для ответа на поставленные вопросы из карты атласа надо выписать высоту побережья у м. Дежнева и Санкт-Петербурга, по графику определить дальность видимого горизонта с этих точек, по карте – расстояние между соответствующими пунктами. Высоту противоположного берега принимают за 0 м. Объясните, почему, учитывая только эти данные, нельзя определить истинные пределы видимости.
Дальность видимого горизонта земной поверхности при нормальном состоянии атмосферы определяют по формуле
где h – высота места наблюдения.
Задание 5. Определите протяженность России с севера на юг от северной точки на материке мыс Челюскин (77° 43' с.ш.) до южной, находящейся на границе Дагестана с Азербайджаном (41 11' с.ш.).
Задание 6. Ответьте на следующие вопросы:
Воспроизведите рисунок 4 и продолжите построение: 1) покажите положение светораздельной плоскости; 2) покажите направление суточного вращения Земли (вдоль параллели); 3) заштрихуйте темную половину Земли.
Рис. 4. Освещение Земли солнечными лучами
Задание 6. Постройте кривые продолжительности самого длинного и самого короткого дня на разных широтах Северного полушария (табл. 3).
Таблица 3. Изменение продолжительности дня на разных широтах
Северного полушария в течение года
Широта |
0° |
10° |
20° |
30° |
40° |
50° |
60° |
66°30' |
Самый длинный день |
12ч |
12 ч 35 мин |
13ч 13 мин |
13ч 56 мин |
14ч 51 мин |
16 ч 09 мин |
18ч 30 мин |
24 ч 00 мин |
Самый короткий день |
12ч |
11ч 25 мин |
10 ч 47 мин |
10 ч 04 мин |
9ч 09 мин |
7ч 51 мин |
5ч 30 мин |
0ч |
На оси абсцисс обозначают градусы широты, на оси ординат – часы суток. Обе кривые строят на одном графике разным цветом. Проанализируйте ход кривых и ответьте на вопросы:
По графику определите, какова продолжительность самого короткого и самого длинного дня в Архангельске, Москве, Волгограде.
Контрольные задания
1. Какова продолжительность дня и ночи на экваторе?
2. Как изменяется продолжительность дня и ночи по направлению от экватора к полюсам?
3. Каковы основные доказательства вращения Земли вокруг оси?
4. Почему падающие на Землю тела отклоняются к востоку? На какой широте это отклонение наибольшее, где оно равно нулю?
5. На сколько часовых поясов разделена территория России?