- •Концепции современного естествознания
- •А.И. Бочкарёв, в.М. Васюков, о.В. Козловская, и.А. Дымченко
- •«Поволжский государственный университет сервиса»
- •Концепции современного естествознания
- •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 (лабораторный практикум)
- •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 № 16. Изучение оптических явлений и иллюзий восприятия действительности
Цель работы: ознакомиться с естественно-научными основами свойств пространства и времени, искажения действительности органами чувств, изучить возможные иллюзии её восприятия и научиться применять их на практике.
Материалы и оборудование: изображения иллюзий (рисунки), линейка, ручка и карандаш, лист бумаги, краски. Набор макетов «Свет и цвет» для 100 красочных экспериментов. Набор цветовых зрительных иллюзий; программное обеспечение: Gnuplot, Fotosop.
Теоретическая часть
Иллюзии оптические (от лат. illusio – обман), типичные случаи резкого несоответствия зрительных восприятий действительности реальным свойствам наблюдаемых объектов. Иллюзии свойственны здоровому зрительному аппарату (чем они отличаются от галлюцинаций), универсальны для всех и не устраняются при многократных наблюдениях.
По механизму возникновения иллюзии можно разделить на такие, которые возникают из-за несовершенства глаза как оптического прибора (I), а также на иллюзии, за возникновение которых ответствен весь зрительный аппарат (II), включая его мозговые отделы (III). Соответственно, отвлекаясь от структурно-функционального единства зрительного анализатора, можно выделить три звена: «физическое» (I), «физиологическое» (II) и «психологическое» (III).
Первым этапом этой обработки считается выделение сигнала из фона, и ошибки восприятия, связанные с ним, можно отнести к иллюзии оптическим (оптический обман). На существовании таких иллюзий основано применение защитной окраски при маскировке (мимикрия).
Со вторым этапом – классификацией зрительных сигналов, связаны иллюзии, в которых структурный или сплошной фон приводит к ошибкам выявления фигур или к ошибкам оценки их параметров (яркости, формы, взаимного расположения и пр.). Примеры:
Иллюзии цвета и контраста
Иллюзии движения
Зрительные искажения
Иллюзии неоднозначного восприятия: соотношение фигуры и фона.
Наконец, распространены иллюзии, связанные с ошибками на третьем, последнем этапе обработки зрительной информации – в оценке характеристик рассматриваемых объектов (площади, длины, углов), а также перспективными искажениями.
Иллюзии восприятия размера
Иллюзии восприятия глубины
Рассмотрим отдельно иллюзии, связанные с цветом.
Иллюзии цветовые. Первые объективные исследования солнечного света, разложение его на спектр, предпринял Ньютон. Деление цветового спектра на противоположные тона предложил Гете. Цвета, наиболее отстоящие друг от друга, Гете назвал дополнительными. Позже была доказана их оптическая связь: два дополнительных световых потока дают в ощущении белый свет. Использование сочетаний дополнительных цветов вызывает их взаимное усиление. На дополнительных синем и желтом цветах строил колорит своих картин Ван Гог.
Сейчас эти интуитивные открытия художников используются в более практических целях. Опытные дизайнеры привлекают покупателя дополнительным цветом, чтобы вызвать потребность в основном. Например, помидоры раскладывают на веточках зелени, а персики – на синих лотках. Поскольку восприятие цвета происходит на подсознательном уровне. В результате товар выглядит более свежим и привлекательным. Иногда помещения кондитерских цехов окрашивают в сине-зеленую гамму. Это, как установлено, помогает работникам избавиться от навязчивого ощущения приторности. Тяжелые ящики для ручной погрузки психологи рекомендуют окрашивать в светлые, то есть «легкие» тона, которые создают иллюзию уменьшения веса.
Во Франции в ходе специальных опытов было установлено, что все теплые цвета (оранжевый, терракотовый, коричнево-красный) вызывают аппетит, а жажда быстрее утоляется в стенах окрашенных в холодные, сине-голубые тона. Бары и рестораны по этой причине выгоднее оформлять в теплой гамме.
Особые свойства цвета используются и в парфюмерии. Розовые, кремовые и бежевые тона чаще применяются в дизайне кремов и духов, потому что теплые цвета считаются «пахучими». В противоположность им голубая гамма снижает воздействие запаха.
Практическая часть
Задание 1. Рассмотрите иллюзии, представленные в компьютерной программе и запишите свои наблюдения в таблицу.
№ |
Название иллюзии |
Наблюдаемый эффект |
А как на самом деле? Почему? |
Где можно использовать иллюзию |
1. |
Иллюзия движения |
|
|
|
2. |
Иллюзия цвета и контраста |
|
|
|
3. |
Иллюзия восприятия размера |
|
|
|
4. |
Зрительные искажения |
|
|
|
Задание 2. Изучите эффект последствия, выполняя предложенные в компьютерной программе действия.
Задание 3. Проведите следующие опыты на выявление психологических иллюзий и попытайтесь объяснить результат.
Задание 4. Отверстие в ладони (рис. 1а). Из тетрадного листа сверните трубочку и приставьте ее вплотную к правому глазу (для левшей к левому) смотря через нее на какой-либо удалённый объект. Свободную руку, раскрыв ладонью к себе, расположите у дальнего конца трубки, касаясь ее сбоку. В результате эксперимента вы увидите объект через круглую дырку в вашей ладони.
Задание 5. Парящий палец (рис. 1б). Расположите указательные пальцы на уровне глаз так, чтобы они не касались друг друга. Сфокусируйте взгляд на чём-нибудь достаточно удалённом, например, на стене за ними. Вы увидите парящий палец.
Задание 6. Иллюзия Маха. Согните лист белой бумаги, как показано на рисунке (рис. 1в). Положите его на стол сгибом вверх и пристально смотрите на него сверху только одним глазом (важно, чтобы вам было видно пустое пространство под листом). Лист бумаги может казаться вогнутым или стоящим вертикально, при этом яркость листа резко увеличивается. Если сможете удерживать изображение вогнутого листа и двигаться из стороны в сторону, то будет казаться, что лист поворачивается за вами.
а) б)в) Рис. 1
Контрольные задания
Что такое иллюзия?
Что такое оптическая иллюзия?
Что такое цветовая иллюзия?
Какие выделяют иллюзии по механизму возникновения?
В каких сферах деятельности могут быть использованы иллюзии?