НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ МЕНЕДЖМЕНТА И БИЗНЕСА
Ю. М. Урман Т. Д. Королева
Концепции современного естествознания
Электронный учебник
Нижний Новгород
2005
Урман Ю.М., Королева Т.Д.
Концепции современного естествознания: Электронный учебник. – Н. Новгород: НИМБ, 2005. – 81 с.
Электронный учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, изучающих дисциплину «Концепции современного естествознания», содержит материал по основным разделам курса, может служить отправной точкой для углубленного изучения отдельных вопросов при подготовке к семинарским занятиям, зачетам, экзаменам и написанию рефератов.
©Урман Ю.М., Королева Т.Д., 2005
©Нижегородский институт менеджмента и бизнеса, 2005
2
1.Рабочая программа
1.1.Пояснительная записка
Настоящая программа составлена в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра и дипломированного специалиста по циклу «Общие математические и естественнонаучные дисциплины».
Дисциплина «Концепции современного естествознания» изучается в течение одного семестра. Общая трудоемкость курса − 102 часа, в которые входят аудиторные занятия (лекции и семинары) и самостоятельная работа студентов.
Учебная дисциплина «Концепции современного естествознания» (КСЕ) является обязательным компонентом в подготовке бакалавров и специалистов по гуманитарным направлениям. Основное назначение КСЕ – повышение общекультурного статуса и уровня эрудиции студентов в области современного естествознания через ознакомление с естественнонаучной культурой и достижение высокого устойчивого уровня профессионализма путем фундаментализации естественнонаучного образования.
Общий замысел программы состоит в том, чтобы представить естествознание как феномен мировой культуры. Эта цель подразумевает изложение не только технических и технологических приложений естественных наук, но и, прежде всего, представлений о классической и неклассической стратегиях мышления. Эти стратегии исторически формировались в процессе изучения природы, но сейчас их следует рассматривать как достояние единой мировой культуры. Оно состоит в том, что благодаря становлению стратегий естественнонаучного мышления человечество обрело дар понимания природы и одновременного осознания значимости мысленной позиции исследователя для получения того или иного знания.
Данная программа составлена с учетом трансдисциплинарных позиций, позволяющих установить единство естественных наук в целях построения целостной естественнонаучной картины мира. Различия между предметами и методами в исследовании физики, химии, биологии, приводящие к дисциплинарной интерпретации общих естественнонаучных концепций, учитываются при их изложении.
Концепция формирования содержания данной программы дисциплины КСЕ сводится к следующему:
1.Естествознание рассматривается как самостоятельная наука со своим предметом и методами исследования.
2.В естествознании существуют сквозные специфические естественнонаучные идеи и принципы, отличные от общеметодологических и частнодисциплинарных.
3.Естествознание является одним из центров роста и объединения мировой культуры. Основной массив содержания программы подразделяется на классическую и неклассическую
версии естественнонаучной картины мира. В каждую из них включены ведущие частнодисциплинарные концептуальные представления отдельных естественных наук, упорядоченные в соответствии с общепринятой иерархией уровней фундаментальности данных наук (физика – химия − биология). При этом обращается внимание на происхождение данных концепций.
К необходимым элементам курса КСЕ помимо изучения теоретического материала относятся семинарские занятия. Их целью является не только активизация материала, но и стимулирование самостоятельных размышлений студентов о происходящих в природе процессах.
3
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
1.2. Тематический план |
|
|
|
|
|
|
|
Общая трудоемкость курса: 102 часа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество часов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Тема |
Общая |
|
Очное |
|
Заочное обучение |
||
|
обучение |
|
||||||
|
|
трудо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
лек- |
практ. |
|
|
|
|
|
|
|
емкость |
СРС |
лекции |
|
СРС |
||
|
|
ции |
занят. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Естествознание как составная часть культуры. Наука. Научная картина мира |
8 |
2 |
2 |
4 |
1 |
|
7 |
2. |
Эволюция естественнонаучной картины мира. Древнейшие учения о мире |
4 |
1 |
1 |
2 |
0,5 |
|
3,5 |
3. |
Механическая картина мира. Электромагнитная картина мира. Концепции |
4 |
1 |
1 |
2 |
0,5 |
|
3,5 |
близкодействия и дальнодействия |
|
|||||||
4. |
Теорияотносительности. Пространствоивремя |
4 |
1 |
1 |
2 |
0,5 |
|
3,5 |
5. |
Современная физическая картина мира |
10 |
2 |
3 |
5 |
1 |
|
9 |
6. |
Рольсимметриивприроде. Законысохранения |
2 |
1 |
|
1 |
|
|
2 |
7. |
Космология. Эволюция Вселенной |
4 |
1 |
1 |
2 |
0,5 |
|
3,5 |
8. |
Мегамир: звезды, галактики |
6 |
|
3 |
3 |
0,5 |
|
5,5 |
9. |
Солнечная система |
4 |
|
2 |
2 |
|
|
4 |
10. |
Живые и неживые системы. Происхождение жизни на Земле |
6 |
1 |
2 |
3 |
1 |
|
5 |
11. |
Поиски системы в мире живого. Дарвинизм |
8 |
1 |
3 |
4 |
0,5 |
|
7,5 |
12. |
Антропология. Особенности физиологии основных систем организма человека |
4 |
|
2 |
2 |
|
|
4 |
13. |
Основные проблемы генетики и механизм воспроизводства жизни |
8 |
1 |
3 |
4 |
1 |
|
7 |
14. |
Многообразие живого. Популяции, сообщества, экосистемы |
8 |
1 |
3 |
4 |
1 |
|
7 |
15. |
Учение В.И. Вернадского о биосфере |
6 |
1 |
2 |
3 |
0,5 |
|
5,5 |
16. |
Глобальная экология и перспективы земной цивилизации |
8 |
|
4 |
4 |
0,5 |
|
7,5 |
17. |
Науки о сложных системах. Кибернетика. Синергетика |
8 |
2 |
2 |
4 |
1 |
|
7 |
|
Итого: |
102 |
16 |
35 |
51 |
10 |
|
92 |
|
Формы контроля знаний |
|
|
зачет |
|
экзамен |
||
4
1.3. Содержание программы (основные дидактические единицы)
1. Естествознание как составная часть культуры. Наука. Научная картина мира
Культура. Естественнонаучное и социогуманитарное мышление. Проблема двух культур: от конфронтации к сотрудничеству. Наука. Фундаментальные и прикладные науки. Научный метод: причины возникновения, его возможности, ограничения. Понятие и характерные черты научной картины мира.
2. Эволюция естественнонаучной картины мира. Древнейшие учения о мире
Древнейшие учения о мире (Индия, Китай). Картины мира античных мыслителей (ионийцы, пифагорейцы, атомисты, Аристотель). Достижения эллинского периода и раннего средневековья. Зарождение научного метода (Р. Бэкон, Леонардо да Винчи, Коперник, Ф. Бэкон, Галилей).
3.Механическая картина мира. Электромагнитная картина мира. Концепции близкодействия и дальнодействия
Учения Декарта, Ньютона, Лапласа. Становление механики как науки. Основные элементы механической картины мира. Принципы дальнодействия и близкодействия. Электрические и магнитные явления. Открытия Ампера, Фарадея. Уравнения Максвелла. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Многообразие диапазонов электромагнитного излучения.
4.Теория относительности. Пространство и время
Развитие представлений о пространстве и времени в истории естествознания. Две концепции пространства и времени: субстанциальная и реляционная. Специальная теория относительности А. Эйнштейна. Общая теория относительности. Пространственно-временные масштабы и физическое моделирование. Поиски принципов объективного описания природы.
5. Современная физическая картина мира
Физические теории и границы их применимости. Современные представления о пространстве и времени. Фундаментальные частицы. Квантовая физика. Фундаментальные физические взаимодействия. Законы сохранения. Роль мировых констант.
6. Роль симметрии в природе. Законы сохранения
Симметрия. Пространственно-временные преобразования, и их связь с законами сохранения. Различия между живыми и неживыми молекулами с позиции симметрии.
7. Космология. Эволюция Вселенной
Космология – наука об эволюции Вселенной. Происхождение Вселенной. Выводы А.А. Фридмана. Открытия Хаббла. Модель расширяющейся Вселенной. Гипотеза Большого взрыва.
8. Мегамир: звезды, галактики
Эволюция и строение звезд. Черные дыры. Белые карлики. Нейтронные звезды. Пульсары. Звездные скопления, галактики. Млечный Путь.
9. Солнечная система
Происхождение солнечной системы. Состав солнечной системы. Строение Солнца. Солнечная активность (солнечные пятна, вспышки). Солнечный ветер.
10. Живые и неживые системы. Происхождение жизни на Земле
Особенности биологического уровня организации материи. Живое и неживое. Живые молекулы. Гипотезы происхождения жизни. Теория А.И. Опарина. Уровни живых систем.
5
11. Поиски системы в мире живого. Дарвинизм
Трансформизм. Систематика (Дж. Рей, К. Линней). Преформизм. Автогенез и эктогенез. Борьба вокруг эволюционных представлений (Линней, Бюффон, Ламарк). Сущность и значение дарвинизма.
12. Антропология. Особенности физиологии основных систем организма человека
Проблема появления человека на Земле. Сходства и отличия человека и животных. Развитие антропологии как науки. Организм как целое, его системная организация. Мозг и высшая нервная деятельность. Эмоции, творчество и работоспособность.
13. Основные проблемы генетики и механизм воспроизводства жизни
Генетика. Основные этапы развития генетики как науки. Белки. Биологическое узнавание. Информационные молекулы. Самовоспроизведение. Генетический код. Генная инженерия.
14. Многообразие живого. Популяции, сообщества, экосистемы
Многообразие биологических видов – основа организации и устойчивости биосферы. Роль живых организмов в эволюции Земли. Популяции, сообщества, экосистемы. Формы биологических отношений в сообществах. Кругообороты вещества и энергии.
15. Учение В.И. Вернадского о биосфере
Биосфера, ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости. Живое и костное вещество. Геологическая и космическая функции биосферы. Антропогенное воздействие на биосферу. Ноосфера.
16. Глобальная экология и перспективы земной цивилизации
Экология человек и социальная экология. Принципы взаимодействия организма и среды обитания. Факторы экологического риска и здоровье человека. Ресурсы биосферы и демографические проблемы. Пути развития экономики, не разрушающей природу. Сохранение жизни на Земле.
17. Науки о сложных системах. Кибернетика. Синергетика
Простые и сложные системы. Кибернетика. Типы кибернетических систем. Управление в системе. Прямая и обратная связь. Синергетика. Климат – синергетический аспект. Информационные аспекты синергетики. Самоорганизация в физике, химии, биологии, экологии.
6