Концепции современного естествознания. Учебно

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Тверской государственный университет»
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан экономического факультета
Д.И. Мамагулашвили
2010 г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
для студентов 1 курса
специальность 080105 Финансы и кредит
Форма обучения очная
Обсуждено на заседании кафедры
Экономики и управления
производством
25 сентября 2010 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
Д.И.Мамагулашвили
Тверь, 2010
Составитель:
ст. преподаватель
Мамагулашвили С.Б.
СОДЕРЖАНИЕ
Пояснительная записка…………………………………………………………...3
Учебная программа………………………………………………………………..5
Рабочая учебная программа……………………………………………………..12
Планы и методические указания по подготовке к практическим (семинарским)
занятиям…………………………………………………………………………...12
Список литературы……………………………………………………………….16
Методические рекомендации по организации самостоятельной работы……..17
Требования к рейтинг-контролю………………………………………………...29
Вопросы для подготовки к зачету……………………………………………….30
Раздаточный материал и наглядные пособия…………………………………..31
Перечень программного обеспечения………………………………………..…31
2
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Содержание дисциплины «Концепции современного естествознания» по
ГОСУДАРСТВЕННОМУ СТАНДАРТУ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ - 2000.
ЕН.Ф.04
Естественнонаучная и гуманитарная культуры; 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 мегамиры; пространство, время,
принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения; взаимодействие,
близкодействие, дальнодействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределенности,
дополнительности; динамические и статистические закономерности в природе; законы
сохранения в макроскопических процессах; принцип возрастания энтропии; химические
процессы, реакционная способность веществ; внутреннее строение и история геологического
развития земли; современные концепции развития геосферных оболочек; литосфера как
абиотическая
основа
жизни;
экологические
функции
литосферы:
ресурсная,
геодинамическая, геофизико-геохимичексая; 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.
Изучение дисциплины «Концепции современного естествознания» преследует цель
ознакомления студентов, обучающихся по гуманитарным направлениям и специальностям,
с неотъемлемым компонентом единой культуры – естествознанием, и формирования
целостного взгляда на окружающий мир.
Задача курса заключается в формировании у студентов естественнонаучной
грамотности, представлений об основополагающих концепциях различных естественных
наук, складывающихся в единую картину мира. Содержание дисциплины подразумевалось
как целостное описание природы и человека (как части природы) на основе научных
достижений, смены методологий, концепций и парадигм, в общекультурном, историческом
контексте.
В результате изучения дисциплины «Концепции современного естествознания»
студенты должны знать:
-
что входит в понятие наука, научный метод; классификацию научных методов,
уровни научного познания;
- в чем специфика гуманитарного и естественнонаучного познания;
- понятие научной картины мира;
- этапы развития естествознания;
- основные концепции физики, химии, космологии, биологии, как процесса
становления научных представлений об окружающем человека мире;
- основные фундаментальные законы природы, к которым сводятся
многочисленные закономерности физики, химии, биологии;
- глобальные экологические проблемы, стоящие перед человечеством.
должны уметь:
-
используя
принципы
универсального
эволюционизма
и
синергетики,
3
-
анализировать процессы, протекающие в природе обществе;
используя системный подход, ориентироваться на целостный охват изучаемых
процессов и явлений в их взаимосвязи и взаимодействии с другими явлениями;
правильно понять и оценить, опираясь на знания современных концепций
естествознания, те или иные новые научные гипотезы или открытия,
сформировать свою мировоззренческую позицию.
Настоящая программа включает 19 тем, разделенных на 4 блока.
I блок - Роль и место естествознания в единой системе науки и культуры
Дает представление о науке вообще, как наиболее развитой форме познания мира и роли
естествознания в единой системе науки и культуры.
II блок – Естественно-научные основы материального мира
Дает представление о таких базовых мировоззренческих понятиях, как материя,
движение, пространство и время с естественнонаучной точки зрения, дает представление о
физической картине мира как основе целостности и многообразия природы.
III
блок
–
Эволюционно-синергетическая
естественнонаучных концепций
панорама
современных
Дает представление о принципах универсального эволюционизма и синергетики, как
диалектических принципах развития живой и неживой природы.
IV блок – Человек в естественнонаучной картине мира
Дает представление о биологической и социальной сущности человека, организации
биосферы и роли человечества в ее эволюции.
4
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
I.Роль и место естествознания в единой системе науки и культуры
1.Наука как способ познания мира.
1.1.Наука и познание. Научное, донаучное и вненаучное знание. История
возникновения науки. Наука как сфера исследовательской деятельности. Функции науки.
Структура науки, уровни научного исследования: эмпирический и теоретический. Процесс
научного познания, как результат взаимосвязи эмпирического и теоретического уровней
научного исследования. Понятия:факт, гипотеза, закон, теория.
1.2.Понятие метода. Эмпирические (наблюдение; эксперимент: реальный, модельный;
описание, измерение, сравнение) и теоретические (формализация, аксиоматизация,
гипотетико-дедуктивный) методы. Всеобщие методы (анализ, синтез, индукция, дедукция,
моделирование, аналогия, классификация, обобщение, абстрагирование).
1.3.Научные проблемы. Так называемые «неразрешимые проблемы» науки.
Понятие истины как критерия научного знания. Абсолютная и относительная истина в
процессе научного познания.
Этика науки. Этика ученого. Наука и общество. Концепция эволюционного гуманизма
Дж.Хаксли.
2. Естествознание в системе науки и культуры.
2.1.Понятие культуры. Материальная и духовная культура. Наука как компонент
духовной культуры. Многоуровневость науки.
Специфика и взаимосвязь естественнонаучного и гуманитарного знания. Антропная
основа естественнонаучной и гуманитарной составляющих культуры.
2.2.Естествознание как система наук о природе. Цели и задачи естествознания.
Основные исторические периоды развития естествознания:
1.Этап натурфилософии (VI в. до н.э. – III в. н.э.): от мифа к логосу, общая
характеристика античной науки, вклад древнегреческих ученых в развитие знания (Фалес,
Анаксимен, Анаксимандр, Гераклит Эфесский, Пифагор); атомистика Левкиппа, Демокрита,
Эпикура; вклад Аристотеля; геоцентрическая система Птолемея и т.д.
2.Естествознание в эпоху Средневековья (III в. н.э. - до 2-ой половины XV в.):
соотношение знания и веры; сохранение античной науки в университетах Зап. Европы;
наука на средневековом Востоке (развитие астрономии, математики, медицины, вклад альХорезми, Аль-Баттани, Ибн-Сины (Авиценны) и др). Химия и алхимия, астрономия и
астрология в средневековье.
3.Эпоха Возрождения и становление механистического естествознания (2 –я пол. XV в.
– XVIII в.): мировоззренческая революция Эпохи Возрождения; процесс отделения
естественнонаучных знаний от философии и формирования экспериментального
естествознания; гелиоцентрическая система Коперника, значение работ И.Кеплера,
Г.Галлилея и И.Ньютона в формировании классической механики, как первой
фундаментальной естественнонаучной теории.
4.Этап эволюционных идей в естествознании (XIX в.): важнейшие открытия
естествознания 19 века- космогония Канта-Лапласа, теория эволюции Ч.Дарвина, закон
сохранения и превращения энергии, периодический закон Д.И.Менделеева.
5.Этап крушения механистического естествознания (конец XIX в. – нач. XX в.):
важнейшие открытия естественных наук, как предпосылки кризиса классического
естествознания: классическая электродинамика – теория электромагнитного поля
(М.Фарадей, Д.Максвелл, Г.Герц), радиоактивность (А.Беккерель, Кюри), открытие
электрона (Д.Томпсон), атомного ядра (Э.Резерфорд). Квантовая теория атома (Н.Бор) и др.
6.Этап современного естествознания (XX в. – начало XXI в.): разрешения
фундаментальных противоречий классической механики и накопленного практического и
теоретического естественнонаучного опыта конца XIX в. – специальная и общая теория
5
относительности А.Эйнштейна, квантовая механика Гейзенберга, Шредингера. Важнейшие
открытия в области генетики - открытие структуры молекулы ДНК (Д.Уотсон, Ф.Крик),
структуры генетического кода (М.Ниренберг, Х.Корана) и др. Панорама современного
естествознания, тенденции развития.
2.3.Эволюционные и революционные этапы развития естествознания.
Понятие естественнонаучной картины мира. Принципы построения научной картины
мира. Античная, механистическая и современная научные картины мира. Научные
революции, как результат смены научных картин мира и преемственности в развитии
научного знания.
II. Естественнонаучные основы материального мира.
3.Системный подход в изучении материального мира
3.1.Суть системного подхода в естествознании. Понятие системы. Виды систем.
Строение системы: подсистемы, элементы. Элемент как система. Структура системы как
совокупность связей между элементами. Типы связей. Свойства системы, как результат
взаимодействия элементов.
3.2.Типы материальных систем: системы живой и неживой природы, их взаимосвязь.
4. Структурная организация материального мира.
4.1.Понятие материи как объективной реальности: основные виды материи (вещество,
поле, физический вакуум, их общая характеристика); способ существования материи
(движение и взаимодействие); основные формы существования материи (пространство и
время).
Уровни организации материи: микро-, макро-, мегамир.
4.2.Структурные уровни вещества в микромире: молекулярный, атомный, нуклонный,
кварковый. Теория кварков. Понятие «элементарная частица». Основные характеристики
элементарных частиц: масса, эл. заряд, время жизни, спин. Классификация элементарных
частиц. Взаимопревращаемость. Проблема элементарности.
4.3.Вещество на макроуровне. Газообразное, жидкое твердое состояние вещества.
Кристаллы. Фазовые переходы. Плазма, нейтронное состояние, эпиплазма. Молекулярнокинетическая теория о строении и свойствах вещества.
4.4.Структурные уровни вещества в мегамире: космические тела (метагалактика,
галактики, звезды, планеты, спутники планет, астероиды, кометы), диффузная материя (газопылевые туманности, радиоизлучение, оптическое излучение).
4.5.Основные концепции описания материи.
Натурфилософская концепция атомизма (Левкипп, Демокрит, Эпикур); концепция
классической физики - дискретного строения материи (Г.Галилей, И.Ньютон)
электродинамическая концепция континуального (непрерывного) строения материи
(М.Фарадей, Д.Максвелл, Г.Герц); квантово-механическая концепция корпускулярноволнового дуализма (М.Планк, А.Эйнштейн, Н.Бор, Л.де Бройль, В.Гейзенберг,
Э.Шредингер и др.).
Принципы современной физики: суперпозиции, неопределенности (В.Гейзенберг),
дополнительности (Н.Бор), соответствия (Н.Бор).
5.Движение и взаимодействие
5.1.Движение как способ существования материи. Формы движения материи в неживой
природе, в живой природе, в обществе.
Эволюция взглядов на проблему движения в физике: концепция движения Аристотеля,
концепция Г.Галилея (принцип инерции, принцип относительности, «галилеевы
преобразования»), законы механики И.Ньютона.
Небесная механика. Механика космических полетов.
6
5.2.Движение как результат взаимодействия. Концепции «дальнодействия» и
«близкодействия».
5.3.Фундаментальные физические взаимодействия (гравитационное, электромагнитное,
сильное, слабое). Создание единой теории поля. Проблема единства мега-, макро- и
микромира. Идея объединения всех фундаментальных взаимодействий на ранних стадиях
эволюции Вселенной. Теории объединения: электрослабого взаимодействия (С.Вайнберг,
А.Салам, Ш.Глэшоу), Великого объединения, Сверхвеликого объединения.
6. Пространство и время
6.1. Пространство и время как формы существования материи.
Понятие пространства и времени. Общие свойства пространства и времени:
объективность, универсальность, бесконечность.
Специфические свойства пространства: трехмерность; однородность; изотропность;
протяженность, как метрическое свойство. Многомерные пространства.
Специфические свойства времени: необратимость; одномерность; однородность;
длительность, как метрическое свойство.
Понятие о биологическом, психологическом и социальном пространстве и времени.
6.2. Концепции пространства и времени.
Пространство и время в доньютоновский период (Демокрит, Евклид, Птолемей,
Н.Коперник, Дж.Бруно).
Субстанциальная концепция пространства и времени И.Ньютона. Абсолютное и
относительное пространство и время.
Реляционная концепция Г.В.Лейбница.
Пространство и время в специальной теории относительности А.Эйнштейна.
Преобразования Лоренца. Опыт Майкельсона-Морли. Постулаты СТО. Взаимосвязь
пространства, время и движения. Релятивистское сокращение масштабов и замедление
времени. Парадокс близнецов. Понятие о пространственно-временном континууме.
Пространство и время в общей теории относительности А.Эйнштейна. Принципы
эквивалентности инертной и гравитационной масс, гравитации и кривизны пространства.
Искривленное пространство и его описание, неевклидовы геометрии.
III. Эволюционно-синергетическая панорама современных
естественнонаучных концепций.
7. Детерминизм и вероятность.
7.1.Причина и следствие, причинно-следственные связи. Понятие динамического и
статистического закона и теории. Соотношение динамических и статистических
закономерностей.
Вероятностная картина мира. Вероятностный характер причинно-следственных связей
в природе и обществе.
7.2.Концепции детерминизма: классический (лапласовский) и вероятностный.
Соотношение случайности и необходимости в концепциях детерминизма.
8. Порядок, хаос и симметрия в природе.
8.1.Порядок и беспорядок. Хаос. Гармония. Симметрия. Группы симметрии. Симметрия
и асимметрия в различных физических проявлениях.
8.2.Симметрия пространства-времени и законы сохранения.
Теорема Нетер. Однородность пространства и закон сохранения импульса.
Изотропность пространства и закон сохранения момента импульса. Однородность времени и
закон сохранения энергии.
8.3.Статистические закономерности в природе.
7
Равновесное и неравновесное состояние. Обратимые и необратимые процессы. Макро и
микросостояния. Энтропия как мера неупорядоченности системы. Принцип возрастания
энтропии. Статистический смысл второго начала термодинамики. Концепция «тепловой
смерти» Вселенной (Р.Клаузиус). Энтропия и стрела времени. Энтропия и информация.
9. Самоорганизация в живой и неживой природе.
9.1. Самоорганизация в открытых системах.
Понятие открытой системы. Неравновесная термодинамика (И.Пригожин). Процессы
самоорганизации в открытых системах. Понятие флуктуации, точки бифуркации.
Характеристики самоорганизующихся систем: открытость, нелинейность, диссипативность,
неравновесность.
9.2. Теория самоорганизации – синергетика.
Синергетика как наука о самоорганизации неравновесных динамических систем.
Основные идеи синергетики (Г.Хакен). Возникновение порядка из хаоса. Единство живой и
неживой природы с точки зрения синергетики. Примеры структур нарастающей сложности в
живой и неживой природе. Синергетические модели социальных процессов.
9.3. Физические модели самоорганизации в экономике.
Обратимость и необратимость процессов в экономике. Синергетические представления
устойчивости в экономике. Циклический характер экономических процессов (модель
Н.Д.Кондратьева).
10.Концептуальные
эволюционизма.
основы
формирования
универсального
Развитие как фундаментальная черта организации материи. Понятие эволюции,
универсального эволюционизма. Системно-структурный анализ (общая теория систем) и
синергетика как ступеньки к формированию концепции универсального эволюционизма.
Теория катастроф. Кибернетика и теория информации. Концепция коэволюции.
Антропный принцип в решении вопроса.
11. Современная астрономическая картина. Космологические модели
эволюции Вселенной.
11.1.Физика и астрофизика. Взаимосвязь космологических и микрофизических
констант. Единство физики микромира и астрофизики как основа глубокого понимания
физического мира, материального единства мира вообще. Гравитационное взаимодействие
как основной системообразующий фактор космических объектов. Особенности познания
космических систем. Значение наблюдения и теории в астрономическом познании.
11.2.Вселенная как объект космологии. Модели стационарного и нестационарного
состояния Вселенной. Формирование релятивистской космологии.
Расширение Вселенной. Закон Э.Хаббла. Эволюция Вселенной. Модели эволюции
Вселенной. Возраст Вселенной. Теория «горячей» Вселенной («Большого Взрыва»)
Дж.Гамова. Сценарии прошлого Вселенной. Инфляционная модель Большого Взрыва
(А.Гут). Сценарии будущего Вселенной. Проблема множественности вселенных. Проблема
бесконечности Вселенной. Мировоззренческий аспект космологии. Антропный принцип в
космологии.
11.3.Природа звезд. Эволюция звезд (звезда от «рождения» до «смерти»). Сверхновые
звезды и пульсары. Черные дыры. Общее представление о галактиках. Межзвездная среда.
Понятие Метагалактики.
11.4.Солнечная система. Эволюция Солнечной системы. Планеты и их спутники.
8
12. Эволюция Земли
Положение Земли в Солнечной системе. Внутреннее строение и история
геологического развития Земли. Образование и взаимодействие оболочек Земли. Глубинные
процессы Земли и их поверхностные проявления: дрейф континентов (А.Вегенер 1912),
концепция тектоники литосферных плит (Дж.Морган, Кс.Ле Пишон 1960- е г.), гипотеза
тектоники плюмов (Ш. Маруяма 1994). Особенности планетарного эволюционизма. Космос
и Земля.
13.Роль химии в развитии естественнонаучных знаний.
13.1. Учение о составе вещества.
Проблема химического элемента. Развитие понятия об элементе (с древнейших времен
до настоящего времени). История открытия химических элементов и проблема их
классификации.
Классификация
А.Лавуазье.
Установление
Д.И.Менделеевым
периодического закона (1869) и создание им периодической системы элементов.
Периодический закон и сложная структура атома. Конструкция периодической системы
(современные варианты).
Периодическая система изотопов. Химия Солнца, планет, межзвездного пространства.
Происхождение и эволюция химических элементов.
Значение периодического закона как фундаментального закона естествознания для
химии, физики, астрофизики, геохимии и других наук.
Проблема химического соединения. Закон постоянства состава (Д.Пруст). Атомная
теория Дж.Дальтона. Учение о химической связи. Природа химической связи. Типы
химического связывания. Ионная и ковалентная связь.
Современное представление о химическом соединении.
Решение проблемы вовлечения новых химических элементов в производство
материалов.
13.2. Проблемы и решения на уровне структурной химии.
Предпосылки возникновения теории строения opганических соединений. Работы
Э.Франкланда, А.Кекуле, А.Купера. Основные положения теории химического строения
A.M.Бутлерова (1861). Структурная изомерия. Стереохимическая гипотеза Я. Вант-Гоффа и
Ж. Ле Беля. Конфигурация и конформация. Пространственная изомерия (оптическая,
геометрическая, поворотная).
Связь свойств веществ со строением молекул. Строение молекул и реакционная
способность. Химическое строение и биологическая активность.
13.3.Учение о химических процессах.
Понятие о химических процессах. Термодинамические и кинетические факторы,
определяющие условия протекания химических процессов. Термодинамические и
кинетические методы управления химическими процессами.
13.4. Эволюционная химия.
Проблемы
самоорганизации
предбиологических
систем.
Субстратный
и
функциональный подходы к решению проблем самоорганизации, их отличительные черты.
Теория химической эволюции и биогенеза А.П.Руденко.
14. Особенности биологической формы организации материи.
14.1.Специфика и свойства живых организмов. Уровни организации живых систем:
молекулярно-генетический, клеточный и субъклеточный, организменный и органо-тканевый,
популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.
14.2.Клетка как элементарная структурная единица живого организма.
14.3.Молекулярно-генетический уровень организации живых систем.
ДНК-носитель генетической информации. Ген. Генетический код, его особенности.
Матричный синтез белка. Транскрипция и трансляция. Аллели и генотипы. Геном. Мутации.
Клонирование: методы и проблемы. Генная инженерия.
9
15. Концепции возникновения жизни на Земле.
15.1.Проблема происхождения жизни, ее мировоззренческое значение. Гипотезы
происхождения жизни: креационизма, панспермии, самопроизвольного зарождения из
неживого, стационарного состояния, биохимической эволюции.
15.2.Концепция биохимической эволюции.
Возраст живого на Земле. Условия возникновения жизни на первобытной Земле:
восстановительный, слабоокислительный и окислительный этапы.
Коацерватная гипотеза происхождения жизни (А.И.Опарин 1924). Возникновение
простых органических соединений. Возникновение сложных органических соединений.
«Первичный бульон» и образование коацерватов. Возникновение простейших форм живого.
Генетическая гипотеза (Г.Меллер, Дж.Холдейн 1929). Концепции голобиоза и
генобиоза.
15.3.Проблема «уникальности живого». Жизнь во Вселенной.
16. Теории эволюции жизни на Земле.
16.1.Многобразие биологических видов. Основные таксоны живой природы: бактерии,
простейшие, грибы, растения, животные. Разнообразие и взаимодействие организмов
различных царств.
16.2.Основные предпосылки и проблемы возникновения эволюционной теории.
Теория катастроф (Ж.Кювье). Эволюционизм до Ч.Дарвина: трансформизм (Р.Гук,
Ж.Бюффон и др.), эволюционная теория Ж.Б.Ламарка.
Теория эволюции путем естественного отбора (Ч.Р.Дарвин, А.Р.Уоллес). Основные
факторы и движущие силы эволюции: естественный отбор, как результат борьбы за
существование, изменчивость, наследственность. Видообразование. «Слабые» стороны
теории эволюции Ч.Дарвина.
16.3.Синтетическая теория эволюции.
Основные положения СТЭ. Теория микро- и макроэволюции. Популяционногенетический подход.
16.4. Недарвиновские теории развития живой природы: неоламаркизм, теория
номогенеза (целенаправленной эволюции), теория нейтральной эволюции, пунктуализм и др.
16.5. Учение о биологическом прогрессе (А.Н.Северцев, И.И.Шмальгаузен,
Дж.Хаксли). Формы прогрессивного развития: прогресс неограниченный, биологический,
морфофизиологический и биотехнический.
IV. Человек в естественнонаучной картине мира.
17.Человек: биологическая индивидуальность и личность.
17.1. Особенности человека как биологического вида, сходство и различия с
животными.
Проблемы происхождения и эволюции человека (антропогенез).
17.2.Биологическое и социальное в человеке. Характеристика основных подходов к
проблеме соотношения биологического и социального в онтогенезе человека.
17.3.Системная организация и обеспечение основных жизненных функций у человека.
Особенности физиологии человека. Организм человека как целое, нейроэндокринная
регуляция. Физиология высшей нервной деятельности. Естественно-научные основы
психики в теориях российских ученых (И.М. Сеченов, И.П.Павлов, П.К.Анохин).
17.4.Психика человека как системное качество мозга. Особенности формирования,
функции, отличия от психики животных.
Формы проявления психики: процессы (познавательные, эмоциональные, волевые),
состояния (активность, пассивность, усталость, апатия и др.), свойства личности
(направленность, темперамент, характер, способности).
17.5.Сознание как высшая ступень развития психики. Особенности сознания человека
10
(рефлексивная способность, мысленное представление и воображение действительности,
способность к коммуникации).
Проблема сознательного и бессознательного в психике человека и ее развитие в
концепциях З.Фрейда, К.Юнга, А. Адлера, Э.Фромма.
18. Экология человека и здоровье.
18.1.Экология человечества: проблемы демографии, развития технологической
цивилизации, природных ресурсов, биосферы.
18.2. Проблемы здоровья человека.
Факторы, определяющие здоровье. Здоровый образ жизни. Стресс. Биологический
возраст, проблемы долголетия и смерти человека. Борьба с болезнями (медикогенетический подход), продление жизни, биоэтика.
19.Взаимоотношения человека и природы.
19.1.Концепция биосферы. Учение В.И.Вернадского о биосфере. Живое и биокосное
вещество. Целостность биосферы.
19.2. Современная экология. Основные понятия и законы экологии. Экологическая
ниша. Экологическое равновесие.
Биосфера, ее эволюция и космические циклы. Взаимосвязь всех биосферных процессов.
19.3. Человек в биосфере.
Антропогенное воздействие на природу. Экологический кризис. Принципы
рационального использования природных ресурсов и охраны природы. Пути развития
экономики, не разрушающей природу. Экологическое право. Истоки и пути преодоления
современного экологического кризиса. Труды ученых Римского клуба. Сценарии будущего
человечества. Синергетика и экологическое прогнозирование.
19.4. Ноосфера. Учение В.И.Вернадского о ноосфере.
11
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование разделов и тем
Всего
Аудиторные занятия
Лекции
Практические
занятия
Самостоят
ельная
работа
10
2
4
4
10
2
4
4
12
2
4
6
11
2
4
5
12
2
4
6
10
2
2
10
2
4
4
11
1
4
6
10
1
4
5
19.Взаимоотношения человека и природы
10
2
2
6
Итого
106
18
36
52
1.Наука как способ познания мира.
2.Естествознание в системе науки и культуры.
3.Системный подход в изучении материального
мира
4.Структурная организация материального
мира
5.Движение и взаимодействие
6.Пространство и время
7.Детерминизм и вероятность
8.Порядок, хаос и симметрия в природе
9.Самоорганизация в живой и неживой природе
10.Концептуальные основы формирования
универсального эволюционизма
11.Современная астрономическая картина.
Космологические модели эволюции Вселенной
12.Эволюция Земли
13.Роль химии в развитии естественнонаучных
знаний
14.Особенности
биологической
формы
организации материи.
15.Концепции возникновения жизни на Земле
16.Теории эволюции жизни на Земле
17.Человек: биологическая индивидуальность и
личность
18.Экология человека и здоровье
6
ПЛАНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К
ПРАКТИЧЕСКИМ (СЕМИНАРСКИМ) ЗАНЯТИЯМ
1.Тема: Роль и место естествознания в единой системе науки и культуры
1. Характеристика науки, как наиболее развитой формы познания мира.
1.1 Где и как возникла наука (какие существуют точки зрения по данному вопросу, что
современный человек понимает под словом наука, различные определения науки)
1.2 Какую роль в становлении современной науки сыграли древние науки, такие как
алхимия, астрология, каббала и др. Их рациональное зерно и принципиальное
отличие от истиной науки. Функции псевдонауки, отличительные признаки лженаук
в современном мире.
1.3 Уровни научного познания
1.4 Процесс научного исследования
1.5 Методы научного познания
1.6 Достоверность научных знаний. Критерии достоверности, истина.
12
1.7 Этика науки, этика ученого.
2. Предмет естествознания, цели и задачи
3. Специфика и взаимосвязь естественно-научной и гуманитарной культур.
4. Основные этапы развития естествознания, их характеристика. Понятие научной
картины мира (сам-но)
Темы для докладов:
1. Картина мира античной науки.
2. Астрология: мифы и реальность.
3. Формирование науки как социального института.
4. Становление идеи эволюционизма в естествознании.
5. Основные теоретические и прикладные проблемы естествознания.
2.Тема: Структурная организация материального мира
1.Системный подход в изучении материального мира.
2.Понятие материи как объективной реальности.
3.Микро-, макро- и мегамир.
4.Основные концепции описания материи.
Темы для докладов:
1. Материя: специфика и взаимосвязь микро- макро- и мегамира.
2. Физический вакуум: мир на границе реального.
3. Мир элементарных частиц. Кварки.
3. Тема: Движение и взаимодействие
1.Движение как способ существования материи. Формы движения материи.
2.Движение как результат взаимодействия. Понятие взаимодействия.
3.Фундаментальные физические взаимодействия.
4.Развитие представлений о движении и взаимодействии (от Аристотеля до создания
единой теории поля)
Темы для докладов:
1. Единая теория поля: модели, проблемы, открытия.
4.Тема: Пространство и время
1. Представления о пространстве и времени в античной научной картине мира.
2. Субстанциальная концепция (И.Ньютон)
3. Реляционная концепция (Специальная и общая теория относительности
А.Эйнштейна)
4. Общие и специфические свойства пространства и времени.
5. Биологическое, психологическое, социальное пространство и время.
Темы для докладов:
1.Тайны времени: путешествие в прошлое и будущее, параллельные миры.
5. Тема: Детерминизм и вероятность. Порядок, хаос и симметрия в природе
1. Причина и следствие. Причинно-следственные связи. Динамические и
статистические законы.
2. Концепции детерминизма. Соотношение случайности и необходимости в концепциях
детерминизма.
3. Порядок и беспорядок.
4. Симметрия. Симметрия пространства-времени и законы сохранения. Теорема
Э.Нетер.
Темы для докладов:
13
1. Симметрия и асимметрия в живой и неживой природе
2. Золотое сечение – закон проявления гармонии природы.
6.Тема: Самоорганизация в живой и неживой природе
1.Равновесное и неравновесное состояние. Энтропия.
2.Самоорганизация в открытых системах.
3. Синергетика как наука о самоорганизации.
Темы для докладов:
1. Теории хаоса и порядка.
7. Тема: Концептуальные основы формирования универсального эволюционизма.
Современная астрономическая картина. Космологические модели эволюции Вселенной
1.Развитие как фундаментальная черта организации материи. Принцип универсального
эволюционизма. Антропный принцип.
2. Вселенная как объект космологии. Модели стационарного и нестационарного
состояния Вселенной.
3. Концепции эволюции Вселенной.
4. Эволюция звезд. Черные дыры.
Фильм «Космос» (3 части)
Темы для докладов:
1. Современная космология о возникновении Вселенной.
2. Многообразие космических объектов.
3. Возникновение и эволюция звезд.
8.Тема: Эволюция Солнечной системы и планеты Земля
1. Концепции эволюции Солнечной системы.
2. Эволюция планеты Земля.
3. Современные представления о строении Земли.
9. Тема: Роль химии в развитии естественнонаучных знаний
1. Учение о составе вещества.
2. Структурная химия.
3. Учение о химических процессах.
4. Эволюционная химия.
Темы для докладов:
1. Возможности современной химии и химии будущего: проблемы и перспективы.
2. Эволюционная химия: теории и гипотезы.
10. Тема: Особенности биологической формы организации материи.
1. Специфика и свойства живых организмов.
2. Клетка как элементарная структурно-функциональная единица живого организма.
3. Особенности молекулярно-генетического уровня организации материи.
Темы для докладов:
1. Жизнь с точки зрения физики.
11. Тема: Настоящее и будущее генетики, как науки.
1.История становления генетики от Менделя до наших дней.
2. Программа «Геном человека»
3. Генная инженерия: возможности, перспективы, проблемы.
4. Клонирование (механизм, возможности, проблемы)
5. Биоэтика. Этические проблемы (Этика +Генетика, правовое регулирование)
14
12.Тема: Концепции возникновения жизни на Земле
Позиционный семинар.
13. Тема:Теории эволюции жизни на Земле
1.Концепции эволюции жизни на Земле. Теория Ж.Б.Ламарка. Теория Ч.Дарвина.
2. Основные положения синтетической теории эволюции. Популяционно-генетический
подход.
3. Современные недарвиновские теории развития живой природы.
Темы для докладов:
1. Основные этапы развития жизни на Земле.
14. Тема: Человек: биологическая индивидуальность и личность.
1. Особенности человека как биологического вида, сходство и различия с животными.
Проблемы происхождения и эволюции человека (антропогенез).
Творческое задание: Человек будущего (работа в группах).
2.Биологическое и социальное в человеке. Характеристика основных подходов к
проблеме соотношения биологического и социального в онтогенезе человека.
3.Системная организация и обеспечение основных жизненных функций у человека.
Особенности физиологии человека:
А) кровь и кровеносная система
Б) лимфатическая система
В) дыхательная, пищеварительная, выделительная системы
Г) эндокринная система
Д) нервная система
Е) Обмен веществ (метаболизм) - обмен белков, жиров, углеводов
Витамины и минеральные вещества, их роль в нормальной жизнедеятельности
организма.
15. Тема: Психика человека как системное качество мозга.
1. Формы проявления психики.
2. Сознание как высшая ступень развития психики.
Темы для докладов:
1. Естественнонаучные представления о функционировании мозга. Функциональная
асимметрия мозга.
2. Интеллект: особенности и перспективы индивидуального развития.
3. Возможности и границы развития индивидуума.
4. Искусственный интеллект.
5. Человек: сознательное и бессознательное.
6. Роль информации для живых организмов. Разум и информационное поле.
16.Тема : Проблемы здоровья человека.
1.Факторы, определяющие здоровье. Здоровый образ жизни.
2. Стресс.
3. Биологический возраст, проблемы долголетия и смерти человека.
4. Борьба с болезнями (медико-генетический подход), продление жизни.
17. Тема: Взаимоотношения человека и природы
1. Концепция биосферы и ноосферы.
2. Современная экология. Законы экологии.
3. Антропогенное воздействие на природу. Экологический кризис.
15
4. Особенности глобального мышления в формировании новой научной картины мира.
Темы для докладов:
1. Биосфера и предельные возможности Земли. Экологическая проблема как глобальная
проблема современности.
2. Человек, биосфера, Космос.
3. Концепция ноосферы и ее научный статус. Особенности планетарного мышления.
4. Биосфера и предельные возможности Земли. Экологическая проблема как глобальная
проблема современности.
5. Человек, биосфера, Космос.
6. Концепция ноосферы и ее научный статус. Особенности планетарного мышления.
Темы эссе:
1. Человек, Земля, Вселенная.
2. Будущее человечества.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Обязательная
1. Концепции современного естествознания/Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. М.:
ЮНИТИ, 2009.
3. Найдыш. В.М. Концепции современного естествознания. Учебник. М.:Альфа – М:ИНФРАМ, 2011.
4.Садохин А. П. Концепции современного естествознания : учебник для студентов вузов,
обучающихся по гуманитарным специальностям : для студентов вузов, обучающихся по
специальностям экономики и управления и гуманитарно-социальным специальностям. - 2-е
изд., перераб. и доп. - Москва : ЮНИТИ, 2010
Дополнительная
1. Лихин А. Ф.Концепции современного естествознания : учебник / А. Ф. Лихин ; Моск. гос.
юрид. акад. - Москва : Проспект : Велби, 2010.
2.Горелов А.А. Концепции современного естествознания. Уч. пособие. М.: Высшее
образование, 2011.
3. Рузавин Г.Н. Концепции современного естествознания. М.: ЮНИТИ, 2011.
4. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: ЮКЭА, 2011.
5.Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. Уч. пособие. СПб.: Питер, 2005.
6.Горбачев В.В. Концепции современного естествознания. Уч.пособие. М.: ООО
«Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Изд-во «Мир и образование», 2004.
7. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания: Курс лекций для студентов
вузов. Ростов н/Д: Феникс, 2008.
8. Гранатов Г.Г. Концепции современного естествознания (система основных понятий):
учебно-методическое пособие. М.:Флинта: МПСИ, 2005.
9.Волкова В. Н. Концепции современного естествознания : учебное пособие для студентов
вузов, обучающихся по специальности "Прикладная информатика (по областям)", и другим
экономическим специальностям. - Москва : Высшая школа , 2009.
10. Рыбалов Л.Б. Концепции современного естествознания : учебное пособие для студентов
вузов, обучающихся по социально-гуманитарным специальностям. - Москва : ЮНИТИ, 2010
11. Единство научного знания. М.: Наука, 1998. 384 с.
12. Научная деятельность: структура и институты. М.: Прогресс, 1980. 430 с.
13. Готт B.C. Философские вопросы современной физики. М.: Высшая школа, 1988 343с.
14. Пахомов Б.Я. Становление современной физической картины мира. М.: Мир, 1985. 108 с.
16
15. Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. М.: ИЛ, 1961. 152 с.
16. Бройль Л. Революция в физике. М.: Атомиздат, 1965. 232 с.
17. Гейзенберг В. Физика и философия: Часть и целое. М.: Наука. 1989. 400 с.
18. Томсон Д. Дух науки. М.: Знание, 1970. 176 с.
19. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М.; Л.: Гостехиздат, 1948. 267 с.
20. Глинка Н. Л. Общая химия. М.: Химия, 2012. 720 с.
21. Колчинский Э.И. Эволюция биосферы. Л.: Наука, 1990. 234 с.
22. Шафрановский И. И. Симметрия в природе. Л.:Недра, 1985.168 с.
23. Спрингер С., Дейч Г. Левый мозг, правый мозг. М.: Мир, 1983. 256 с.
24. Новиков И.Д. Как взорвалась Вселенная. М.:Наука, 1988. 174 с.
25. Вернадский В.И. Живое вещество. М.: Наука, 1978. 358 с.
26. Вернадский В.И. Начало и вечность жизни. М.:Наука, 1989. 353 с.
27. Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М.: Наука, 1991. 270 с.
28. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера М.: Прогресс, 1990 351 с.
29.Грин Б. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски
окончательной теории. М.: КомКнига,2011.
Мультимедийный учебный комплекс В.Г.Рау «Общее естествознание и его концепции».
М.:Высшая школа,2004(локальная версия)
Ресурсы Интернет:
www.kosmologia.info - космология
http://cgi.astronet.ru – Астронет- исследование космоса, карта неба, созвездия, физика
космоса, астрономия в России, жизнь и разум во вселенной, глоссарий
www.scientific.ru – новости науки (природа Пространства и времени – дискуссия С Хоукинга
и Р.Пенроуза, рождение планет и звезд, снимки планет, физика элементарных частиц, обзор
публикаций по космологии ...
http://nauka.relis.ru/ - журнал Наука и жизнь
http://www.hi-edu.ru/x-book094/01/index.htm/part-002.htm - В.В.Горбачев. КСЕ. Электронное
учебное пособие, 2002.
http://domino.novsu.ac.ru/kse/ - мультимедийный курс по КСЕ.
www.ecolife.ru – журнал Экология и жизнь
Научно-популярные журналы:
В мире науки; Наука и жизнь; Geо; Вселенная, пространство, время; Природа и др.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
I.Роль и место естествознания в единой системе науки и культуры
1.Наука как способ познания мира.
Знать:
- Характеристику научного, донаучного и вненаучного знания, принципиальные
отличия;
- функции науки;
- структуру науки, уровни научного исследования: эмпирический и теоретический.
- процесс научного познания, как результат взаимосвязи эмпирического и
теоретического уровней научного исследования;
- понятия: факт, гипотеза, закон, теория;
17
- понятие метода, классификацию методов. Эмпирические (наблюдение; эксперимент:
реальный, модельный; описание, измерение, сравнение) и теоретические (формализация,
аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный) методы. Всеобщие методы (анализ, синтез,
индукция,
дедукция,
моделирование,
аналогия,
классификация,
обобщение,
абстрагирование);
- понятие истины как критерия научного знания. Соотношение абсолютной и
относительной истин;
- принципы верификации и фальсификации;
- этические принципы научных исследований, понятие псевдонауки и отличительные
признаки псевдонауки.
2. Естествознание в системе науки и культуры.
Знать:
- Понятие культуры, материальная и духовная культура. Наука как компонент духовной
культуры.
- Специфику и взаимосвязь естественнонаучного и гуманитарного знания.
- Цели и задачи естествознания.
- Основные исторические периоды развития естествознания:
1.Этап натурфилософии (VI в. до н.э. – III в. н.э.): от мифа к логосу, общая
характеристика античной науки, вклад древнегреческих ученых в развитие знания (Фалес,
Анаксимен, Анаксимандр, Гераклит Эфесский, Пифагор); атомистика Левкиппа, Демокрита,
Эпикура; вклад Аристотеля; геоцентрическая система Птолемея и т.д.
2.Естествознание в эпоху Средневековья (III в. н.э. - до 2-ой половины XV в.):
соотношение знания и веры; сохранение античной науки в университетах Зап. Европы;
наука на средневековом Востоке (развитие астрономии, математики, медицины, вклад альХорезми, Аль-Баттани, Ибн-Сины (Авиценны) и др). Химия и алхимия, астрономия и
астрология в средневековье.
3.Эпоха Возрождения и становление механистического естествознания (2 –я пол. XV в.
– XVIII в.): мировоззренческая революция Эпохи Возрождения; процесс отделения
естественнонаучных знаний от философии и формирования экспериментального
естествознания; гелиоцентрическая система Коперника, значение работ И.Кеплера,
Г.Галлилея и И.Ньютона в формировании классической механики, как первой
фундаментальной естественнонаучной теории.
4.Этап эволюционных идей в естествознании (XIX в.): важнейшие открытия
естествознания 19 века- космогония Канта-Лапласа, теория эволюции Ч.Дарвина, закон
сохранения и превращения энергии, периодический закон Д.И.Менделеева.
5.Этап крушения механистического естествознания (конец XIX в. – нач. XX в.):
важнейшие открытия естественных наук, как предпосылки кризиса классического
естествознания: классическая электродинамика – теория электромагнитного поля
(М.Фарадей, Д.Максвелл, Г.Герц), радиоактивность (А.Беккерель, Кюри), открытие
электрона (Д.Томпсон), атомного ядра (Э.Резерфорд). Квантовая теория атома (Н.Бор) и др.
6.Этап современного естествознания (XX в. – начало XXI в.): разрешения
фундаментальных противоречий классической механики и накопленного практического и
теоретического естественнонаучного опыта конца XIX в. – специальная и общая теория
относительности А.Эйнштейна, квантовая механика Гейзенберга, Шредингера. Важнейшие
открытия в области генетики - открытие структуры молекулы ДНК (Д.Уотсон, Ф.Крик),
структуры генетического кода (М.Ниренберг, Х.Корана) и др. Панорама современного
естествознания, тенденции развития.
- понятие естественнонаучной картины мира. Принципы построения научной картины
мира. Античная, механистическая и современная научные картины мира. Научные
революции, как результат смены научных картин мира и преемственности в развитии
научного знания.
18
II. Естественнонаучные основы материального мира.
3.Системный подход в изучении материального мира
Знать:
- Суть системного подхода в естествознании. Понятие системы. Виды систем. Строение
системы: подсистемы, элементы. Элемент как система. Структура системы как совокупность
связей между элементами. Типы связей. Свойства системы, как результат взаимодействия
элементов.
- Типы материальных систем: системы живой и неживой природы, их взаимосвязь.
4. Структурная организация материального мира.
Знать:
- Понятие материи как объективной реальности: основные виды материи (вещество,
поле, физический вакуум, их общая характеристика); способ существования материи
(движение и взаимодействие); основные формы существования материи (пространство и
время).
- Уровни организации материи: микро-, макро-, мегамир.
- Структурные уровни вещества в микромире: молекулярный, атомный, нуклонный,
кварковый. Теория кварков. Понятие «элементарная частица». Основные характеристики
элементарных частиц: масса, эл. заряд, время жизни, спин. Классификация элементарных
частиц.
- Характеристику материи на макроуровне. Газообразное, жидкое твердое состояние
вещества. Кристаллы. Фазовые переходы. Плазма, нейтронное состояние, эпиплазма.
Молекулярно-кинетическая теория о строении и свойствах вещества.
- Структурные уровни вещества в мегамире: космические тела (метагалактика,
галактики, звезды, планеты, спутники планет, астероиды, кометы), диффузная материя (газопылевые туманности, радиоизлучение, оптическое излучение).
- Основные концепции описания материи:
Натурфилософская концепция атомизма (Левкипп, Демокрит, Эпикур); концепция
классической физики - дискретного строения материи (Г.Галилей, И.Ньютон)
электродинамическая концепция континуального (непрерывного) строения материи
(М.Фарадей, Д.Максвелл, Г.Герц); квантово-механическая концепция корпускулярноволнового дуализма (М.Планк, А.Эйнштейн, Н.Бор, Л.де Бройль, В.Гейзенберг,
Э.Шредингер и др.).
- Принципы современной физики: суперпозиции, неопределенности (В.Гейзенберг),
дополнительности (Н.Бор), соответствия (Н.Бор).
5.Движение и взаимодействие
Знать:
- Формы движения материи в неживой природе, в живой природе, в обществе.
- Эволюцию взглядов на проблему движения в физике: концепция движения
Аристотеля, концепция Г.Галилея (принцип инерции, принцип относительности, «галилеевы
преобразования»), законы механики И.Ньютона.
- Концепции «дальнодействия» и «близкодействия».
- Фундаментальные физические взаимодействия (гравитационное, электромагнитное,
сильное, слабое). Теория поля. Проблема единства мега-, макро- и микромира. Идея
объединения всех фундаментальных взаимодействий на ранних стадиях эволюции
Вселенной. Характеристика теорий объединения: электрослабого взаимодействия
(С.Вайнберг, А.Салам, Ш.Глэшоу), Великого объединения, Сверхвеликого объединения.
6. Пространство и время
Знать:
19
- Понятие пространства и времени. Общие свойства пространства и времени:
объективность, универсальность, бесконечность.
- Специфические свойства пространства: трехмерность; однородность; изотропность;
протяженность, как метрическое свойство. Многомерные пространства.
- Специфические свойства времени: необратимость; одномерность; однородность;
длительность, как метрическое свойство.
- Понятие о биологическом, психологическом и социальном пространстве и времени.
- Концепции пространства и времени:
Пространство и время в доньютоновский период (Демокрит, Евклид, Птолемей,
Н.Коперник, Дж.Бруно).
Субстанциальная концепция пространства и времени И.Ньютона. Абсолютное и
относительное пространство и время.
Реляционная концепция Г.В.Лейбница.
Пространство и время в специальной теории относительности А.Эйнштейна.
Преобразования Лоренца. Опыт Майкельсона-Морли. Постулаты СТО. Взаимосвязь
пространства, время и движения. Релятивистское сокращение масштабов и замедление
времени. Парадокс близнецов. Понятие о пространственно-временном континууме.
Пространство и время в общей теории относительности А.Эйнштейна. Принципы
эквивалентности инертной и гравитационной масс, гравитации и кривизны пространства.
Искривленное пространство и его описание, неевклидовы геометрии.
III. Эволюционно-синергетическая панорама современных
естественнонаучных концепций.
7. Детерминизм и вероятность.
Знать:
- Понятие: причина и следствие, причинно-следственные связи. Понятие динамического
и статистического закона и теории. Соотношение динамических и статистических
закономерностей.Вероятностный характер причинно-следственных связей в природе и
обществе.
- Концепции детерминизма: классический (лапласовский) и вероятностный.
Соотношение случайности и необходимости в концепциях детерминизма.
8. Порядок, хаос и симметрия в природе.
Знать:
- Понятие: хаос, гармония. Симметрия, группы симметрии. Симметрия и асимметрия в
различных физических проявлениях.
- Взаимосвязь симметрии пространства-времени и законов сохранения.
Теорема Нетер. Однородность пространства и закон сохранения импульса.
Изотропность пространства и закон сохранения момента импульса. Однородность времени и
закон сохранения энергии.
- Статистические закономерности в природе.
Равновесное и неравновесное состояние. Обратимые и необратимые процессы. Макро и
микросостояния. Энтропия как мера неупорядоченности системы. Принцип возрастания
энтропии. Статистический смысл второго начала термодинамики. Концепция «тепловой
смерти» Вселенной (Р.Клаузиус). Энтропия и стрела времени. Энтропия и информация.
9. Самоорганизация в живой и неживой природе.
Знать:
- Понятие открытой системы. Неравновесная термодинамика (И.Пригожин). Процессы
самоорганизации в открытых системах. Понятие флуктуации, точки бифуркации.
20
Характеристики самоорганизующихся систем: открытость, нелинейность, диссипативность,
неравновесность.
- Синергетика как наука о самоорганизации неравновесных динамических систем.
Основные идеи синергетики (Г.Хакен). Возникновение порядка из хаоса. Единство живой и
неживой природы с точки зрения синергетики. Примеры структур нарастающей сложности в
живой и неживой природе. Синергетические модели социальных процессов.
- Физические модели самоорганизации в экономике.
Обратимость и необратимость процессов в экономике. Синергетические представления
устойчивости в экономике. Циклический характер экономических процессов (модель
Н.Д.Кондратьева).
10.Концептуальные
эволюционизма.
основы
формирования
универсального
Знать:
- Понятие эволюции, универсального эволюционизма. Системно-структурный анализ
(общая теория систем) и синергетика как ступеньки к формированию концепции
универсального эволюционизма.
- Теория катастроф. Кибернетика и теория информации. Концепция коэволюции.
Антропный принцип в решении вопроса.
11. Современная астрономическая картина. Космологические модели
эволюции Вселенной.
Знать:
- Взаимосвязь космологических и микрофизических констант. Единство физики
микромира и астрофизики как основа глубокого понимания физического мира,
материального единства мира вообще. Гравитационное взаимодействие как основной
системообразующий фактор космических объектов. Особенности познания космических
систем. Значение наблюдения и теории в астрономическом познании.
- Модели стационарного и нестационарного состояния Вселенной.
- Модели эволюции Вселенной. Возраст Вселенной. Теория «горячей» Вселенной
(«Большого Взрыва») Дж.Гамова. Сценарии прошлого Вселенной. Инфляционная модель
Большого Взрыва (А.Гут). Сценарии будущего Вселенной. Проблема множественности
вселенных. Проблема бесконечности Вселенной. Мировоззренческий аспект космологии.
Антропный принцип в космологии.
- Современные представления о эволюции звезд (звезда от «рождения» до «смерти»).
Сверхновые звезды и пульсары. Черные дыры. Общее представление о галактиках.
Межзвездная среда. Понятие Метагалактики.
- Концепции эволюции Солнечной системы. Планеты и их спутники.
12. Эволюция Земли
Знать:
- Положение Земли в Солнечной системе. Внутреннее строение и историю
геологического развития Земли. Образование и взаимодействие оболочек Земли. Глубинные
процессы Земли и их поверхностные проявления: дрейф континентов (А.Вегенер 1912),
концепция тектоники литосферных плит (Дж.Морган, Кс.Ле Пишон 1960- е г.), гипотеза
тектоники плюмов (Ш. Маруяма 1994). Особенности планетарного эволюционизма.
13.Роль химии в развитии естественнонаучных знаний.
Знать:
- Концептуальные уровни развития химического знания
1.Учение о составе вещества.
21
Проблема химического элемента. Развитие понятия об элементе (с древнейших времен
до настоящего времени). История открытия химических элементов и проблема их
классификации.
Классификация
А.Лавуазье.
Установление
Д.И.Менделеевым
периодического закона (1869) и создание им периодической системы элементов.
Периодический закон и сложная структура атома. Конструкция периодической системы
(современные варианты).
Периодическая система изотопов. Химия Солнца, планет, межзвездного пространства.
Происхождение и эволюция химических элементов.
Значение периодического закона как фундаментального закона естествознания для
химии, физики, астрофизики, геохимии и других наук.
Проблема химического соединения. Закон постоянства состава (Д.Пруст). Атомная
теория Дж.Дальтона. Учение о химической связи. Природа химической связи. Типы
химического связывания. Ионная и ковалентная связь.
Современное представление о химическом соединении.
Решение проблемы вовлечения новых химических элементов в производство
материалов.
2. Проблемы и решения на уровне структурной химии.
Предпосылки возникновения теории строения opганических соединений. Работы
Э.Франкланда, А.Кекуле, А.Купера. Основные положения теории химического строения
A.M.Бутлерова (1861). Структурная изомерия. Стереохимическая гипотеза Я. Вант-Гоффа и
Ж. Ле Беля. Конфигурация и конформация. Пространственная изомерия (оптическая,
геометрическая, поворотная).
Связь свойств веществ со строением молекул. Строение молекул и реакционная
способность. Химическое строение и биологическая активность.
3.Учение о химических процессах.
Понятие о химических процессах. Термодинамические и кинетические факторы,
определяющие условия протекания химических процессов. Термодинамические и
кинетические методы управления химическими процессами.
4. Эволюционная химия.
Проблемы
самоорганизации
предбиологических
систем.
Субстратный
и
функциональный подходы к решению проблем самоорганизации, их отличительные черты.
Теория химической эволюции и биогенеза А.П.Руденко.
14. Особенности биологической формы организации материи.
Знать:
- Специфику и свойства живых организмов. Уровни организации живых систем:
молекулярно-генетический, клеточный и субъклеточный, организменный и органо-тканевый,
популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.
- Молекулярно-генетический уровень организации живых систем.
ДНК-носитель генетической информации. Ген. Генетический код, его особенности.
Матричный синтез белка. Транскрипция и трансляция. Аллели и генотипы. Геном. Мутации.
Клонирование: методы и проблемы. Генная инженерия.
15. Концепции возникновения жизни на Земле.
Знать:
- Гипотезы происхождения жизни: креационизма, панспермии, самопроизвольного
зарождения из неживого, стационарного состояния, биохимической эволюции.
- Характеристику концепции биохимической эволюции.
Возраст живого на Земле. Условия возникновения жизни на первобытной Земле:
восстановительный, слабоокислительный и окислительный этапы.
Коацерватная гипотеза происхождения жизни (А.И.Опарин 1924). Возникновение
простых органических соединений. Возникновение сложных органических соединений.
«Первичный бульон» и образование коацерватов. Возникновение простейших форм живого.
22
Генетическая гипотеза (Г.Меллер, Дж.Холдейн 1929). Концепции голобиоза и
генобиоза.
- Характеристику концепции панспермии. Проблема «уникальности живого». Жизнь во
Вселенной.
16. Теории эволюции жизни на Земле.
Знать:
- Основные таксоны живой природы: бактерии, простейшие, грибы, растения,
животные. Разнообразие и взаимодействие организмов различных царств.
- Основные предпосылки и проблемы возникновения эволюционной теории.
Теория катастроф (Ж.Кювье). Эволюционизм до Ч.Дарвина: трансформизм (Р.Гук,
Ж.Бюффон и др.), эволюционная теория Ж.Б.Ламарка.
Теория эволюции путем естественного отбора (Ч.Р.Дарвин, А.Р.Уоллес). Основные
факторы и движущие силы эволюции: естественный отбор, как результат борьбы за
существование, изменчивость, наследственность. Видообразование. «Слабые» стороны
теории эволюции Ч.Дарвина.
- Основные положения СТЭ. Теория микро- и макроэволюции. Популяционногенетический подход.
- Недарвиновские теории развития живой природы: неоламаркизм, теория номогенеза
(целенаправленной эволюции), теория нейтральной эволюции, пунктуализм и др.
- Учение о биологическом прогрессе (А.Н.Северцев, И.И.Шмальгаузен, Дж.Хаксли).
Формы
прогрессивного
развития:
прогресс
неограниченный,
биологический,
морфофизиологический и биотехнический.
IV. Человек в естественнонаучной картине мира.
17.Человек: биологическая индивидуальность и личность.
Знать:
- Особенности человека как биологического вида, сходство и различия с животными.
Проблемы происхождения и эволюции человека (антропогенез).
- Характеристику основных подходов к проблеме соотношения биологического и
социального в онтогенезе человека.
- Особенности физиологии человека. Организм человека как целое, нейроэндокринная
регуляция. Физиология высшей нервной деятельности. Естественно-научные основы
психики в теориях российских ученых (И.М. Сеченов, И.П.Павлов, П.К.Анохин).
- Формы проявления психики: процессы (познавательные, эмоциональные, волевые),
состояния (активность, пассивность, усталость, апатия и др.), свойства личности
(направленность, темперамент, характер, способности).
- Особенности сознания человека (рефлексивная способность, мысленное
представление и воображение действительности, способность к коммуникации).
Проблема сознательного и бессознательного в психике человека и ее развитие в
концепциях З.Фрейда, К.Юнга, А. Адлера, Э.Фромма.
18. Экология человека и здоровье.
Знать:
- Проблемы демографии, развития технологической цивилизации, природных ресурсов,
биосферы.
- Проблемы здоровья человека.
Факторы, определяющие здоровье. Здоровый образ жизни. Стресс. Биологический
возраст, проблемы долголетия и смерти человека. Борьба с болезнями (медикогенетический подход), продление жизни, биоэтика.
23
19.Взаимоотношения человека и природы.
Знать:
- Учение В.И.Вернадского о биосфере. Живое и биокосное вещество. Целостность
биосферы.
- Основные понятия и законы экологии. Экологическая ниша. Экологическое
равновесие. Биосфера, ее эволюция и космические циклы. Взаимосвязь всех биосферных
процессов.
- Антропогенное воздействие на природу. Экологический кризис. Принципы
рационального использования природных ресурсов и охраны природы. Пути развития
экономики, не разрушающей природу. Экологическое право. Истоки и пути преодоления
современного экологического кризиса. Труды ученых Римского клуба. Сценарии будущего
человечества. Синергетика и экологическое прогнозирование.
- Учение В.И.Вернадского о ноосфере.
ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ТЕСТ
по дисциплине «Концепции современного естествознания» для студентов 1 курса
экономических специальностей.
1.Что служит объективной основой систематизации естествознания?
А. Высшее сознание человека мыслящего.
Б. Реальная логика природы.
В. Разделение на гуманитарные и физико-математические науки.
2.Что является непосредственной (ближайшей) целью естествознания?
А. Познание истины (законов природы).
Б. Развитие новых методов.
В. Создание технологий, приносящих доход.
3. Что является необходимым условием развития естествознания?
А. Внедрение всех научных разработок в практику.
Б. Свобода критики, выяснение истины путем дискуссии.
В. Направленное финансирование.
4. В какое направление знаний входят физика, химия, биология?
А. В естествознание.
Б. Это самостоятельные дисциплины, не связанные с другими направлениями.
В. Частично – в группу знаний о геологии, частично- в группу знаний о физике (биофизика),
частично – в группу знаний о химии (биохимия, физическая химия).
5. Современный курс «Концепции современного естествознания» наиболее тесно
соотносится с:
А. Науковедением. Б. Непосредственно научными исследованиями. В. Философией природы.
6. Первой в истории наук физическая картина мира была:
А. Механическая Б. Метафизическая В. Электромагнитная
7. К эмпирическим научным методам относится:
1. анализ; 2. наблюдение; 3. дедукция; 4. измерение; 5. предметное моделирование.
А. 1,2,3. Б. 2,4,5. В.1,2,4
24
8. Критерий научности знаний, связанный с наличием способов проверки полученных
сведений, это:
А. Верифицируемость Б. Обоснованность. В. Системность. Г. Фальсифицируемость
9. В виде чего существует материя?
А. В виде макрообъектов, состоящих из микрообъектов.
Б. В виде конкретных систем с вполне определенной структурой, свойствами (движение,
пространство, время).
В. В виде планет Солнечной системы, звезд нашей Галактики, других галактик.
10. Многообразие форм движения и их взаимоперехода присущи:
А. Каждой материальной системе. Б. Космическим системам.
В. Элементарным частицам.
11. Революция в естествознании к началу ХХ века была связана с открытием:
А. Закона сохранения энергии. Б. Явления радиоактивности В. Явления фотоэффекта.
12. К агрегатным состояниям вещества не относятся:
1. Твердое тело 2. Вакуум. 3. Плазма 4. Электромагнитное поле
А. 2,4. Б. 2,3. В. 1,2.
13. Какие 3 типа взаимодействий из 4-х имеющихся в природе осуществляются между
элементарными частицами?
А. Гравитационное, сильное, слабое.
Б. Гравитационное, электромагнитное, сильное.
В. Электромагнитное, сильное, слабое.
14.Структура атомов определяется:
А. Электромагнетизмом. Б. Сильным взаимодействием В. Слабым взаимодействием
15. Согласно концепции «близкодействия»:
А. Взаимодействие тел друг на друга – количественно характеризуется силой.
Б. Взаимодействие между телами осуществляется посредством тех или иных полей,
распространенных в пространстве.
В. Взаимодействие между телами может осуществляться непосредственно через пустое
пространство.
16. Время в понимании теории относительности – это:
А. Четвертая координата движения тела.
Б. Способность человека переживать и упорядочивать события одно за другим.
В. Последовательность изменений, происходящих в материальных вещах.
17. К свойствам пространства не относится:
А. Протяженность. Б. Необратимость. В. Непрерывность
18. У кварков аромат не бывает:
А. Белый. Б. Зеленый В. Красный.
19. Величиной, определяющей качество энергии, смысл которой раскрывается в
термодинамике и статистической физике, является:
А. Изменение количества энергии.
Б. Энтропия.
25
В. Изменение количества теплоты.
20. В каких термодинамических системах возникают диссипативные структуры?
А. В открытых неравновесных системах.
Б. В изолированных термодинамических системах.
В. В равновесных термодинамических системах.
21. По современным представлениям, вакуум – это:
А. Пространство без энергии
Б. Пустое пространство с реальными частицами.
В. Пустое пространство без реальных частиц, но с виртуальными.
22. Время останавливается вблизи:
А. Черной дыры. Б. Нейтронной звезды. В. Кометы
23. Энергия Солнца поддерживается за счет:
А. Бета-распада. Б. Термоядерного синтеза. В. Распада радиоактивных элементов
24. Одна астрономическая единица (а.е.) – это расстояние:
А. От Земли до Солнца Б. От Земли до Луны В. От Солнца до центра Галактики
25. 97% массы земной коры составляет:
А. Железо Б. Силикат В. Алюминий.
26. Какие три главные проблемы химии решались на уровне учения о составе?
А. 1- проблема химического элемента.
2 – проблема химического соединения.
3 – проблема вовлечения все большего числа химических элементов в
производство
новых материалов.
Б. 1- проблема химического элемента.
2 – проблема валентности.
3 – проблема строения элементов.
В. 1- проблема химического соединения.
2 – проблема химической связи.
3 – проблема вовлечения все большего числа химических элементов в
производство
новых материалов.
27. Чьи воззрения на структуру молекулы имели наибольшее значение для развития химии и
как науки и как производства?
А. Берцелиуса и Ш. Жерара.
Б. А.Кекуле и А.М.Бутлерова.
В. Ш.Жерара и А. Кекуле.
28. Кому принадлежит формулировка основного закона химической эволюции, согласно
которому с наибольшей скоростью и вероятностью образуются те пути эволюционных
изменений катализатора, на которых происходит максимальное увеличение его абсолютной
активности?
А. А.П.Руденко
Б. Г.К.Боресков
В. А.П.Руденко, Г.К.Боресков
29. К органогенам относятся:
26
1. Калий. 2. Натрий. 3. Азот. 4. Фосфор. 5. Сера
А. 1-5 Б. 1,2,3. В. 3,4,5.
30. Из органогенов на Земле наиболее всего распространены:
А. Кислород и водород. Б. Углерод и кислород. В. Кислород и азот
31. Какой смысл должно иметь изучение каждого уровня организации живой материи?
А. Изучение прямых и обратных связей между элементами каждого уровня живой системы.
Б. Биологический смысл, т.е. целенаправленно на изучение феномена жизни.
В. Изучение структуры ее физико-химической организации.
32. Каков смысл концепции структурных уровней организации в биологии?
А. Дает представление о структурированности биосистем и соподчиненности различных
уровней, не исключая свободу в выделении уровней, как на организменном, так и
подорганизменном уровнях.
Б. Объединение таксонов по классам сложности и по закономерностям функционирования.
В. Иерархическая соподчиненность различных уровней, как объектов познания живой
природы.
33. Образование живыми растительными клетками органических веществ называется:
А. Хемосинтезом Б. Фотосинтезом В. Органическим синтезом
34.Единица наследственной информации живого организма – это:
А. Ген Б. Рибосома. В. Хромосома
35. Современный эволюционизм в биологии – это:
А. Первоначальный дарвинизм.
Б. Синтез естественного отбора с генетикой и
экологией.
В. Синтез дарвинизма с экологией.
36. Ч. Дарвин показал, что в борьбу за существование включается:
1. Ожесточенная борьба особей одного вида 2. Установление между живыми организмами
форм сотрудничества и взаимопомощи. 3. Конкуренция между представителями различных
видов животных. 4. Борьба с неблагоприятными условиями внешней среды. 5.
Противостояние живой природы наступающей индустриальной цивилизации.
А. 1,3, 4. Б. 1,3,4,5. В. 1-5
37. В современной теории эволюции «популяционные волны» - это:
А. Периодические изменения климата планеты.
Б. Увеличение числа близкородственных скрещиваний.
В. Количественные колебания в численности популяции.
38. Совокупность особей одного вида, имеющих единый генофонд и занимающих единую
территорию, называется:
А. Популяция Б. Биоценоз В. Биогеоценоз
39. Что является экологической нишей для человека?
А. Государство Б. Земля, как планета. В. Материк.
40. С точки зрения термодинамики, физики, химии и синергетики жизнь - это:
А. Устойчивое неравновесие. Б. Динамическое равновесие В. Неустойчивое неравновесие.
41. В современном естествознании «коэволюция» означает:
А. Современный этап эволюции живого на Земле.
27
Б. Взаимное приспособление видов.
В. Самая жестокая борьба за существование
42. Формой преджизни являлись:
А. Вирусы и бактерии. Б. Одноклеточные. В. Многоклеточные.
43. Чья система взглядов на биосферу является сегодня наиболее общепризнанной?
А. Э.Зюсс. Б. В.И.Вернадский. В. В.В.Докучаев.
44. Что является элементарной структурно-функциональной единицей эволюции биосферы?
А. Экологические сообщества. Б. Отдельные особи. В. Виды.
45. Согласно учению В.И. Вернадского, живое вещество – это:
А. Органические соединения Б. Обитаемая планета В. Совокупность всех живых
организмов
46. Определяющее воздействие человеческой разумной деятельности на развитие природы
называется:
А. Ноосферой. Б. Этногенезом. В. Биосферой.
47. Предмет синергетики – это:
А. Переходы от беспорядка к порядку в неживой природе.
Б. Явление самоорганизации в сложных естественных или общественных системах
В. Структурная организация в живой природе.
48. После прохождения точки бифуркации система:
А. Случайно выбирает путь нового развития.
Б. Возвращается в исходное состояние
В. Не подчиняется законам детерминизма.
49. Самоорганизация – это процесс:
1.Энтропийный. 2. Антиэнтропийный. 3. В закрытой системе. 4. Самопроизвольный. 5.
Против равновесия.
А. 2, 4, 5.
Б. 2, 3, 4.
В. 1, 4, 5.
50. Первоначальная картина окружающего мира складывается у человека благодаря
функционированию психических познавательных процессов. К ним относятся:
1. Чувства 2. Память. 3. Речь. 4. Воображение. 5. Воля
А. 2,3,4
Б. 1,2,3,5
В. 1, 2,4.
28
ТРЕБОВАНИЯ К РЕЙТИНГ-КОНТРОЛЮ
Дисциплина «Концепции современного естествознания» на спец. Финансы и кредит
изучается в 1 семестре, учебным планом предусмотрен зачет.
Согласно нормативно-методическим материалам рейтинговой системы оценки качества
учебной работы студентов ТвГУ, студент для получения зачета по предмету может получить
на промежуточном контроле за семестр максимум – 100 баллов.
1 контрольная точка. Тема 1-9. По текущей работе студента – 30 баллов. Итоговый контроль
за модуль – 10 баллов. Всего 40 баллов.
2 контрольная точка. Тема 10-19. По текущей работе студента – 40 баллов. Итоговый
контроль за модуль – 20 баллов. Всего 60 баллов.
Баллы по текущей работе студента начисляются за следующие виды работ:
- устные ответы на семинарских занятиях – 3 балла;
- участие в дискуссии на семинаре – 1 балл;
- проблемные вопросы – 1 балл;
- выступление с докладом по теме – 4 балла;
- наглядное, графическое сопровождение доклада – 1 балл;
- подготовка презентации по теме доклада – 3 балла;
- выполнение творческого задания – 3 балла;
- выполнение мини-тестов, контрольных по теме занятия (продолжительностью не
более 30 мин.) – 3 балла;
- аннотация и комментарий научно-популярной статьи по проблемам современного
естествознания – 3 балла;
- реферат – 4 балла.
29
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ
1.
2.
3.
4.
Наука как способ познания мира.
Понятие метода. Классификация методов научного познания.
Предмет, цели и задачи естествознания. Периоды и этапы истории естествознания.
Понятие научной картины мира. Принципы построения научной картины мира. Смена
научных картин мира.
5. Естественнонаучная и гуманитарная составляющие культуры. Пути решения
проблемы двух культур.
6. Системный подход в естествознании, его суть.
7. Понятие материи как объективной реальности. Виды материи. Уровни организации
материи. Материальные системы живой и неживой природы
8. Микромир, его характеристика.
9. Характеристика макро- и мегамира.
10. Фундаментальные концепции описания материи.
11. Основные положения учения о взаимодействии и движении. Фундаментальные
физические взаимодействия.
12. Пространство и время как формы существования материи. Общие и специфические
свойства пространства и времени.
13. Субстанциальная концепция пространства и времени.
14. Пространство и время в теории относительности А.Эйнштейна.
15. Концепции детерминизма.
16. Самоорганизация в открытых системах (основы синергетики).
17. Космологические модели эволюции Вселенной.
18. Теоретическое и практическое значение системы химических знаний.
19. Проблемы и решения на уровне учения о составе вещества.
20. Проблемы и решения на уровне структурной химии.
21. Проблемы и решения на уровне учения о химических процессах.
22. Проблемы и решения на уровне эволюционной химии.
23. Специфика и свойства живых организмов.
24. Структурные уровни организации живой материи.
25. Клетка как элементарная структурная единица живого организма.
26. Молекулярно-генетический уровень организации живых систем. Механизм
биосинтеза белка
27. Современные концепции происхождения жизни на Земле: сущности и различия.
28. Концепция биохимической эволюции происхождения жизни на земле.
29. Развитие эволюционных идей в биологии.
30. Особенности человека как биологического вида.
31. Происхождение и эволюция человека (антропогенез).
32. Психика человека как системное качество мозга. Формы проявления психики
человека: процессы, состояния, свойства личности.
33. Соотношение биологического и социального в становлении человека как личности.
34. Сознательное и бессознательное в человеке.
35. Концепция биосферы. Учение В.И.Вернадского о биосфере.
36. Ноосфера. Учение В.И.Вернадского о переходе биосферы в ноосферу.
37. Противоречия в системе: природа - биосфера - человек. Глобальные экологические
проблемы.
38. Парадигмы современного естествознания.
30
РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ И НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ
Презентации выполненные в РowerPoint
Видеофильмы:
Космос (3 видеокассеты), Тайны Марса, Эволюция, Мозг человека
ПЕРЕЧЕНЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Мультимедийный учебный комплекс В.Г.Рау «Общее естествознание и его концепции».
М.:Высшая школа,2004.
31