Реферат: Кныр Виктор Андреевич профессор, д ф. м н. Кирюшин Анатолий Васильевич доцент, к ф. м н. программа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования


Тихоокеанский государственный университет


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

_____________ С. В. Шалобанов

«7» сентября 2006 г.


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

по кафедре физики


КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ


Утверждена научно-методическим советом университета

для гуманитарных специальностей заочной формы обучения


Хабаровск 2006 г.

Программа разработана в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта, предъявляемыми к минимуму содержания дисциплины и в соответствии с примерной программой дисциплины, утвержденной департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования с учетом особенностей региона и условий организации учебного процесса Тихоокеанского государственного университета.


Программу составили:


^ Кныр Виктор Андреевич _профессор, д.ф.-м.н.

Кирюшин Анатолий Васильевич _доцент, к.ф.-м.н.


Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры

Протокол № 1 от "7" сентября 2006 г.

Зав. кафедрой ___________ "7" сентября 2006 г. Кныр В.А.


Программа рассмотрена и утверждена на заседании УМК и рекомендована к изданию протокол № _____ от "____" ___________ 2003 г.

Председатель УМК ___________ "____" ___________ 2006 г. Кирюшин А.В.


Директор института ___________ "____" ___________ 2006 г. Син А.З.

(декан факультета)


^ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования


Тихоокеанский государственный университет


Факультет математического моделирования и процессов управления


Кафедра физики


СОГЛАСОВАНО

Директор института (декан факультета)

______________ Син А.З.

" 7" сентября 2006 г.

УТВЕРЖДАЮ

Начальник учебно-методического управления

_____________ Иванищев Ю.Г.

"7" сентября 2006 г.



^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине


КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ


Специальности

заочной формы обучения

изуч в сем

Отчетность по сем.

Объем часов

экз

Кр

по УП

Л

ПЗ


К, Ку, ФК, ФКу, СР, Ю, НЭу, НЭ

1

1

1

10

6

4

СКС, СКСу, СРу, Юу, ПИЭу,

1

1

1

12

8

4


Рабочая программа составлена в соответствии с содержанием и требованиями Государственных образовательных стандартов и утвержденной программой дисциплины.


Рабочую программу составили профессор, д.ф.-м.н. Кныр В.А.

доцент, к.ф.-м.н. Кирюшин А.В.


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры, протокол № 1 от "7" сентября 2006 г.

Заведующий кафедрой ___________ "7" сентября 2006 г.


Одобрено Учебно-методической комиссией

Председатель УМКС ___________ "____" ___________ 2006 г.

^ 2.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ


Дисциплина «Концепции современного естествознания» базируется на синтезе естественных наук (физике, химии и биологии) и содержит наиболее важные результаты этих наук о мире и месте человека в нем.

Знание современных фундаментальных научных положений естествознания, его мировоззренческих и методологических выводов является необходимым элементом подготовки специалистов в любой области деятельности и соответствует осуществляемой реформе высшего образования, направленной на усиление его фундаментальности и разносторонности, умению творчески адаптировать последние достижения в своей области к конкретным условиям труда.

Цель курса «Концепции современного естествознания» заключается в формировании у студентов научного мировоззрения и теоретического мышления, способности методологически применять естественнонаучные знания в своей профессиональной деятельности юриста, экономиста, социолога.


^ 2.2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ


Студент должен иметь представление об основных вопросах курса «Концепции современного естествознания», содержащихся в Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования России: естественная и гуманитарная культура; научный метод; история естествознания; панорама современного естествознания; тенденции развития; корпускулярная и континуальная концепции описания природы; порядок и беспорядок в природе; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро- и мега миры; пространство, время; принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие; близкодействие; дальнедействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности; динамические и статистические закономерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; принцип возрастания энтропии; химические процессы, реакционная способность веществ; внутренне строение и история геологического развития Земли; современные концепции развития геосферных оболочек; литосфера как абиотическая основа жизни; экологические функции литосферы; ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая, географическая оболочка Земли; особенности биологического уровня организации материи; принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; человек, биосфера и космические циклы; ноосфера; необратимость времени; самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволюционизма; путь к единой культуре.

Студент должен знать и уметь пользоваться в своей профессиональной деятельности фундаментальными концепциями естествознания:

­– системным подходом, направленным на целостный охват изучаемых процессов и явлений в их взаимосвязи и взаимодействии с другими явлениями;

эволюционным подходом к явлениям, событиям и процессам, позволяющим понять их роль в общем процессе развития;

концепцией самоорганизации, раскрывающей внутренние причины эволюции


^ 2.3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ


Таблица 1 - Объем дисциплины и виды учебной работы


Наименование

По учебным планам (УП)

С максимальной трудоемкостью

С минимальной трудоемкостью

Общая трудоемкость дисциплины

по УП


12


10

Изучается в семестрах

1

1

Виды итогового контроля по семестрам


экзамен

контрольные работы (Кр)



1

1



1

1

Аудиторные занятия

всего

лекции (Л)

практические занятия (ПЗ)


12

8

4


10

8

4



^ 2.4 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1

Естествознание в системе науки и культуры


Тема 1. Естественно-научная и гуманитарная культура

Предмет естествознания. Естественные науки: физика, химия, биология, астрономия, геология. Математика, как язык естественных наук. Естествознание и философия. Естествознание и религия. Диалектический и метафизический методы изучения природы. Эмпирический и теоретический уровни научного познания. Гуманитарные науки. Естественно-научная и гуманитарная культура.
^ Тема 2 . История естествознания
Зарождение эмпирического научного знания. Античный и средневековый период развития естествознания. Становление естествознания в современном его понимании. Развитие естествознания в XVIII – XIX веках.
^ Тема 3. Современная естественно-научная картина мира
Революция в естествознании в первой половине XX века и установление современной естественно-научной картины мира. Панорама современного естествознания (физика, химия, биология). Тенденции развития.

Раздел 2

Современное естествознание о микро -, макро - и мегамирах

^ Тема 4. Концепция относительности пространства и времени
Развитие представлений о пространстве и времени. Принцип относительности в классической механике. Специальная теория относительности и ее роль в науке. Понятие пространства-времени в специальной теории относительности. Общая теория относительности.

^ Тема 5. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы

Волны де Бройля. Вероятностный характер описания микрочастиц в квантовой механике. Корпускулярно – волновой дуализм материи. Состояние. Принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности.
^ Тема 6. Концепция атомизма и элементарные частицы
Развитие идей атомизма. Модели атома Томсона, Резерфорда, Бора. Объяснение строения атома на основе квантовой механики. Элементарные частицы. Виды взаимодействий. Кварки. Теория великого объединения.
^ Тема 7. Принципы симметрии и законы сохранения
Симметрия в природе. Теорема Нетер. Внешние симметрии. Закон сохранения энергии, как следствие однородности времени. Закон сохранения импульса, как следствие однородности пространства. Закон сохранения импульса, как следствие изотропности пространства. Внутренние симметрии.
^ Тема 8 . Динамические и статистические законы природы
Лапласовский детерминизм. Законы динамики. Движение планет. Вероятностный детерминизм. Законы статистической физики (распределение молекул по скоростям, распределение молекул в поле тяжести Земли). Описание движения микрочастиц в квантовой механике.

^ Тема 9. Принцип возрастания энтропии

Первое и второе начало термодинамики. Энтропия, как мера неупорядоченности системы. Принцип возрастания энтропии. «Стрела времени». Проблема тепловой смерти Вселенной.
^ Тема 10. Процессы самоорганизации в открытых системах
Стационарные неравновесные состояния в термодинамике. Принцип локального равновесия. Теорема Пригожина о минимуме производства энтропии в стационарных неравновесных состояниях. Флуктуации. Хаос. Бифуркация. Образование новых упорядоченных структур. Примеры самоорганизующихся систем: конвективная ячейка Бенара, реакция Белоусова – Жаботинского, переход лазера в режим генерации. Процессы самоорганизации в живой природе и обществе.

^ Тема 11. Концептуальные уровни в познании веществ и химические системы

Химические элементы. Периодическая система элементов Менделеева. Валентность элементов. Химические соединения. Ионная, ковалентная и водородная связи. Химические реакции. Энергетика химических процессов. Экзотермические и эндотермические реакции. Скорость протекания химических реакций. Катализаторы. Ценные реакции.
^ Тема 12. Происхождение и эволюция Вселенной
Космологические модели Вселенной. Теория Большого Взрыва. Происхождение элементов. Образование галактик. Звезды и их эволюция. Белые карлики. Нейтронные звезды. Черные дыры.
^ Тема 13. Образование и эволюция Земли
Образование Солнца и планет солнечной системы. Источник энергии Солнца. Земля. Химическая и геологическая эволюция Земли. Строение Земли. Литосфера. Гидросфера и атмосфера Земли.

Раздел 3
Современное естествознание о живой природе и человеке
^ Тема 14. Сущность и происхождение жизни
Отличие живого от неживого. Клетка, как структурная и функциональная единица живого. Состав и строение клетки. Аминокислоты. Белки. ДНК и РНК. Гены. Генная инженерия.

Теория Опарина о происхождении жизни на Земле. Современные концепции о происхождении жизни: голобиоз и генобиоз.
^ Тема 15. Эволюция жизни на Земле
Исторические этапы развития жизни (докембрийский период; палеозойская, мезозойская, кайнозойская эры). Приматы. Австралопитеки. Древние люди: пятикантроп, неандерталец, кроманьонец. Гомо сапиенс.

Эволюционная теория Дарвина. Основные факторы и движущие силы эволюции. Синтетическая теория эволюции.
^ Тема 16. Человек, как предмет естествознания
Лекция 16 (2 часа). Отличительные признаки человека. Современная наука о сущности и истоках человеческого сознания. Эмоции и творчество. Биоэтика и поведение человека. Здоровье и работоспособность.
^ Тема 17. Биосфера и космические циклы
Учение Вернадского о биосфере. Ноосфера. Космические циклы. Исследование Чижевского о влиянии солнечного излучения на процессы, происходящие на Земле. Идеи космизма. Антропный принцип. Человек, как космическое существо.

Принципы универсального эволюционизма. Путь к единой культуре.


Таблица 2 - Разделы дисциплины и виды занятий и работ


№

Раздел дисциплин

Л

ПЗ

Кр

1.

Естествознание в системе науки и культуры

*

*

*

2.

Современное естествознание о микро-, макро- и мегамирах

*

*

*

3.

Современное естествознание о живой природе и человеке

*

*

*



^ 2.5 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ


Целью практических занятий является расширение и углубление знаний, полученных студентами из лекционного курса и учебников, формирование у студентов особого, концептуального подхода к естественнонаучным явлениям.

Практические занятия рекомендуется проводить по следующей схеме.

Обзорное повторение и краткое обобщение тем лекционного курса. При этом первейшее внимание следует уделить именно богатому миру естественнонаучных концепций, революциям в их сфере.

Углубленный опрос студентов с возможным использованием тестовых средств контроля.


Тематика практических занятий


Тема № 1. Основные концепции современной физики (2 часа).

Тема № 2. Основные концепции современной химии и биологии (2 часа).


^ 2.6. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА


Выполнение контрольной работы является формой изучения студентами дисциплины в межсессионный период.

Выбор варианта контрольной работы проводится по принципу: последняя цифра номера зачетной книжки совпадает с номером варианта.

Для выполнения контрольной работы необходимо подобрать литературу по теме, изучить учебный материал, составить план изложения каждого вопроса и в соответствии с ним написать ответ на каждый из трех вопросов контрольной работы. Объем контрольной работы не должен превышать 15-20 страниц школьной тетради. Материал должен быть изложен грамотно и разборчивым почерком. Обязательно наличие полей и нумерация страниц. После изложения каждого вопроса должны быть ссылки на первоисточники.

На титульном листе контрольной работы необходимо указать фамилию, имя и отчество автора контрольной работы, факультет, специальность, номер зачетной книжки, домашний адрес. На втором листе контрольной работы указывается план изложения материала по каждому вопросу с оглавлением.

Контрольная работа выполняется студентом самостоятельно, подписывается и до начала сессии сдается (высылается) в деканат. Методист деканата регистрирует контрольную работу и передает на кафедру физики, где она проверяется преподавателем и через методиста возвращается студенту.

В случае неудовлетворительного выполнения контрольная работа возвращается студенту на доработку. При удовлетворительном выполнении со студентом проводится собеседование по контрольной работе, после чего он допускается к экзамену.


Варианты контрольной работы


№ 1

Революция в естествознании в первой половине ХХ в.

Солнечная система.

Эволюционная теория Дарвина.


№ 2

Панорама современного естествознания.

Звезды и их эволюция.

Современная наука о сущности и истоках человеческого сознания.


№ 3

Эмпирический и теоретический уровни научного познания.

Развитие представлений о пространстве и времени.

Биоэтика и поведение человека.


№ 4

Естественно-научная и гуманитарная культура.

Корпускулярно-волновой дуализм материи.

Строение Земли.


№ 5

Развитие идей атомизма.

Гидросфера и атмосфера Земли.

Эмоции и творчество.


№ 6

Античный период в истории естествознания.

Клетка как структурная и функциональная единица живого. Состав и строение клетки.

Учение Вернадского о биосфере.


№ 7

Естествознание эпохи Средневековья.

Теория Большого Взрыва.

Молекулярно-генетические основы наследственности и изменчивости.


№ 8

Зарождение эмпирического научного знания (Египет, Вавилон, Индия, Китай).

Принцип возрастания энтропии.

Теория Опарина о происхождении жизни на Земле.


№ 9

Создание классической механики и экспериментального естествознания.

Самоорганизация в открытых неравновесных системах.

Исторические этапы развития жизни на Земле.

№ 10

Развитие естествознания в XVIII–XIX вв.

Космологические модели Вселенной.

Происхождение человека.



^ 2.7 КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ


Экзаменационные вопросы


Естествознание и философия. Диалектический и метафизический методы изучения природы.

Естествознание и религия.

Эмпирический и теоретический уровни научного познания.

Естественно-научная и гуманитарная культура.

Натурфилософия и ее место в истории естествознания.

Естествознание эпохи Средневековья.

Создание классической механики и экспериментального естествознания.

Развитие естествознания в XVIII–XIX вв.

Революция в естествознании в первой половине XX в.

Современная естественно-научная картина мира (физика).

Современная естественно-научная картина мира (химия).

Современная естественно-научная картина мира (биология).

Развитие представлений о пространстве и времени.

Основные положения и следствия специальной теории относительности.

Корпускулярно-волновой дуализм материи.

Принцип неопределенности.

Развитие идей атомизма.

Виды взаимодействий в природе.

Элементарные частицы.

Симметрия в природе. Внешние и внутренние симметрии.

Внешние симметрии и законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.

Динамические законы и механический детерминизм.

Статистические законы и вероятностный детерминизм.

Соотношение динамических и статистических законов.

Энтропия как мера неупорядоченности системы. Принцип возрастания энтропии.

Самоорганизация в открытых неравновесных системах.

Химические реакции. Энергетика химических процессов. Скорость протекания химических реакций. Катализаторы.

Химические элементы. Валентность элементов. Химические соединения. Ионная, ковалентная и водородная связи.

Космологические модели Вселенной.

Теория Большого Взрыва.

Звезды и их эволюция.

Образование Солнца и планет солнечной системы.

Источник энергии Солнца.

Строение Земли.

Гидросфера и атмосфера Земли.

Клетка как структурная и функциональная единица живого. Состав и строение клетки.

Молекулярно-генетические основы наследственности и изменчивости.

Теория Опарина о происхождении жизни на Земле.

Исторические этапы развития жизни на Земле.

Происхождение человека.

Эволюционная теория Дарвина.

Современная наука о сущности и истоках человеческого сознания.

Эмоции и творчество.

Биоэтика и поведение человека.

Здоровье и работоспособность.

Учение Вернадского о биосфере.

Ноосфера.

Исследования Чижевского о влиянии Солнца на природные и общественные явления.

Идеи космизма. Антропный принцип.

Принципы универсального эволюционизма.



^ 2.8. учебно-методическое обеспечение


Таблица 3 - Основная литература


№

Авторы

Наименование

Год

издания

Кол-во

экз. в библ.



Суханов А.Д.

Голубева О.Н.

Концепции современного естествознания

2000-2003

1



Найдыш В.М.

Концепции современного естествознания

1999-2003

212



Потеев М.И.

Концепции современного естествознания

1999-2003

1

Продолжение таблицы 3



№

Авторы

Наименование

Год

издания

Кол-во

экз. в библ.



Дубнищева Т.Я.

Концепции современного естествознания

2001-2003

4



Под. ред.

С.И. Самыгина

Концепции современного естествознания

1997-2003

6



Грушевицкая Т.С.

Садохин А.П.

Концепции современного естествознания

1997-2003

2



Кныр В.А.

Концепции современного естествознания. Установочная лекция

2002

490


Дополнительная литература


Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания. СПб.: Лань, 2000. 203 с.

Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. М.: ЮНИТИ, 1999. 287 с.

Солопов Е. Ф. Концепции современного естествознания. М.: ВЛАДОС, 1998. 231 с.

Кокин А. В. Концепции современного естествознания. М.: ПРИОР, 1998. 205 с.

Горелов А. А. Концепции современного естествознания. М.: Центр, 1997. 205 с.

Концепции современного естествознания / Под ред. Скоробагатова. СПб.: Изд-во Союз, 2000.

Канке В. А. Концепции современного естествознания. М.: Высш. шк., 2002.

Торосян В. Г. Концепции современного естествознания. М.: Высш. шк., 2002.

Воронов В.К., Гречнева М.В., Сагдеев Р.З. Основы современного естествознания. М.: Высш. шк., 1999.

Кузнецов В. И., Идлис Г. М., Гутина В. Н. Естествознание. М., 1996.

Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. А. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука, 1977.

Кудрявцев П. С. Курс истории физики. М.: Высш. шк., 1992.

Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М.: Прогресс, 1994.

Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М.: Прогресс, 1986.

Шкловский И. С. Проблемы современного астрофизики. М.: Наука, 1982.

Шкловский И. С. Вселенная, жизнь, разум. М.: Наука, 1980.

Опарин А. И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М., 1960.

Дубинин Н. П. Генетика и человек. М., 1978.

Захаров В. Б., Мамонтов С. Г., Сонин Н. И. Общая биология. М: Дрофа, 1999. 620 с.

Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989.


Значительная часть студентов-заочников живет и работает в географически отдаленных от крупных городов районах Дальневосточного федерального округа, где они могут встретиться с существенными трудностями при поиске и чтении учебной литературы.

В связи с этим в качестве дополнительной литературы целесообразно использовать:

учебники по предметам естественно-научного цикла для учащихся старших классов средней школы;

учебники и учебные пособия для студентов вузов общего содержания;

энциклопедии;

научно-популярные журналы типа «Наука и жизнь», «Природа», «Знание-сила», «Земля и Вселенная».



^ 2.9 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Базовыми для дисциплины «Концепции современного естествознания» являются школьные курсы физики, астрономии, химии и биологии.

Из курса физики используются следующие разделы: классическая механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, колебания и волны, оптика, элементы квантовой физики.

Курс астрономии обеспечивает студентов сведениями о строении и физической природе тел Солнечной системы, строении Галактики и Вселенной.

Курс химии знакомит будущих студентов основными представлениями о природе химической связи, энергетике и кинетике химических процессов.

Курс биологии обеспечивает студентов знаниями основ клеточной теории, теории эволюции органического мира, генной теории.

Знания и навыки, полученные при изучении данного курса «Концепции современного естествознания» широко применяются студентами при изучении курсов по специальным дисциплинам. Мы являемся свидетелями того, как социологи, юристы, экономисты, финансисты, менеджеры и другие специалисты-гуманитарии применяют в своей работе системный подход, идеи и методы кибернетики и теории информации, знание фундаментальных законов естествознания и, в частности, физики.

Предусматривается выполнение контрольной работы, которая является формой изучения дисциплины студентами в межсессионный период.

Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования России.



^ 3.1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИОННЫХ

И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Таблица 4 - Тематический план лекционных занятий


№

темы

Тема

Объем часов

Спец.1*

Спец.2**

1.

Установочная лекция

2

2

2.

Естествознание в системе науки и культуры

1

2

3.

Современное естествознание о микро-, макро- и мегамирах

2

2

4.

Современное естествознание о живой природе и человеке

1

2

Итого

6

8


Таблица 5 - Тематический план практических занятий


№

темы

Тема

Объем часов

Спец.1*

Спец.2**

1.

Основные концепции современной физики

2

2

2.

Основные концепции современной химии и биологии

2

2

Итого

4

4



*Спец.1: К, Ку, ФК, ФКу, СР, Ю, НЭ, НЭу

**Спец.2: СКС, СКСу, СРу, Юу, ПИЭу