0-2 - Основные образовательные программы ТюмГУ

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ПСИХОЛОГИИ, ПЕДАГОГИКИ И УПРАВЛЕНИЯ
Кафедра возрастной физиологии
Т.В. Сазанова
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Учебно-методический комплекс
для студентов очной формы обучения специальности
050708.65 - «Педагогика и методика начального образования
с дополнительной специальностью «Информатика»»
Тюменский государственный университет
2008
1
Т. В. Сазанова. Концепции современного естествознания: Учебнометодический комплекс. Методические указания и индивидуальные
задания для студентов специальности 050708.65 - «Педагогика и
методика начального образования с дополнительной специальностью
«информатика»».
Тюмень:
Издательство
Тюменского
государственного университета, 2008, 26 с.
Учебно-методический комплекс содержит рабочую программу
дисциплины, тематический план дисциплины, дидактические
материалы для самоконтроля, темы рефератов и контрольных работ,
список литературы.
Рабочая учебная программа дисциплины опубликована на сайте
ТюмГУ: Естествознание [электронный ресурс] / Режим доступа: http:
www.umk.utmn., свободный.
Рекомендовано к печати Учебно-методической комиссией
Института психологии, педагогики и управления. Одобрено Учебнометодической секцией Ученого совета Тюменского государственного
университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Н.Н. Гребнева, д.б.н., профессор,
завкафедрой возрастной физиологии
© ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2008.
© Т. В. Сазанова, 2008
2
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПКА
- требования ГОС к уровню знаний, умений и навыков,
приобретенных в результате изучения дисциплины (выписка из ГОС).
Программа
дисциплины
«Концепции
современного
естествознания» включает:
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
энергии 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-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.
Дидактические
материалы
и
методические
указания
разработаны для студентов педагогических специальностей. В работе
представлены: рабочая программа, тематический план дисциплины,
календарно-тематический план обучающегося, планы семинарских
занятий, список учебной литературы, методические указания по
самостоятельной работе над курсом. Средства контроля включают:
контрольные вопросы, творческие задания и вопросы для
размышления, тестовые задания для самоконтроля, темы
3
контрольных работ, ключи к тестам, критерии самооценки усвоения
учебного материала и итоговой аттестации во время сессии.
Представленные учебные материалы соответствуют содержанию
Государственного образовательного стандарта по дисциплине
«Концепции современного естествознания».
- требования к уровню подготовки для освоения дисциплины
Дисциплина
«Концепции
современного
естествознания»
изучается в 5 и 6 семестре 3 курса, базируясь на общей довузовской
подготовке, дисциплинах Естествознание, Возрастная физиология.
- цели и задачи дисциплины
Дисциплина «Концепции современного естествознания» входит в
общеобразовательный блок базисного учебного плана студентов
гуманитарных факультетов. Основное назначение дисциплины
сформировать у обучающихся представление об окружающем мире
как грандиозной целостной открытой иерархически устроенной
развивающейся суперсистеме, в которой природа, общество,
культура, человек, его деятельность и познание увязаны в единый
нерасторжимый узел, раскрыть проявление фундаментальных
законов природы в явлениях повседневной жизни человека, их
отражение в жизни общества, культуре, языке, истории, литературе,
искусствах, показать динамику развития мира, динамику его познания
и тенденции современного естествознания. Центральной идеей,
пронизывающей учебный курс является идея глобального
эволюционизма, позволяющая показать единство всего сущего.
Программа разработана в соответствии с требованиями ГОС высшего
профессионального образования.
- формы контроля – текущий контроль посещаемости студентов,
промежуточный контроль тестирование текущих знаний,
контрольные работы, итоговый контроль – экзамен.
- трудоемкость дисциплины –
Курс рассчитан на 120 час., из них на ОДО 66 час. – аудиторных
занятий (33 час. лекций, 33 час. практических занятий),
самостоятельное овладение материала – 54 час.
4
2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Лекции
№
Наименование темы
(часов)
Практич. и
семинар.
занятия
(час)
Индив. и
самостоят.
работа
(час)
ОДО
ОЗО
ОДО
ОЗО
ОДО
1
Естественнонаучная и гуманитарная
культура. Научные методы познания.
История естествознания и тенденции
развития науки.
8
9
6
2
Естественно-научная картина мира.
Корпускулярная и континуальная
концепции описания природы. Порядок и
беспорядок в природе, хаос.
9
9
6
3
Структурные уровни организации материи
(от наноуровней до Вселенского уровня).
Микро-, макро-, и мегамиры.
Пространство и время.
9
9
6
4
Принципы относительности, симметрии,
законы сохранения, взаимодействия.
Близкодействие и дальнодействие,
состояние. Принципы суперпозиции,
неопределенности и дополнительности.
9
9
6
5
Динамические и статические
закономерности в природе. Законы
сохранения энергии в
макроскопических процессах. Принцип
возрастания энтропии. Химические
процессы, реакционная способность
веществ.
Внутреннее строение и история
геологического строения Земли.
Современные концепции развития
геосферных оболочек. Литосфера как
абиотическая основа жизни ее
экологические функции: ресурсная,
геодинамическая, геофизикогеохимическая, географическая
оболочка Земли.
9
9
6
9
9
6
6
5
ОЗО
7
Особенности биологического уровня
организации материи. Принципы
эволюции, воспроизводства и развития
живых систем. Многообразие живых
организмов – основа организации и
устойчивости биосферы.
9
9
6
8
Генетика и эволюция. Человек:
физиология, здоровье, эмоции,
психология, мышление и высшая нервная
деятельность, биосоциальная сущность,
творчество, работоспособность.
8
8
6
9
Биоэтика, человек, биосфера и
космические циклы: ноосфера,
необратимость времени,
самоорганизация в живой и неживой
природе. Принципы универсального
эволюционизма. Путь к единой культуре.
8
8
6
33
33
54
Всего: 120 час.
Таблица 1.
Наименование темы
№
Лекции Практически Индивидуал
(кол-во
е занятия
ьная и
часов) (кол-во часов) самостоятел
ьная работа
(кол-во
часов)
Итого
часов по
теме
Итог
о
колво
балл
ов
24
20
Модуль 1
1
Естественнонаучная и гуманитарная
культура. Научные методы познания.
История естествознания и тенденции
развития науки.
2
2
4
2
Естественно-научная картина мира.
Корпускулярная и континуальная
концепции описания природы. Порядок
и беспорядок в природе, хаос.
2
2
4
3
Структурные уровни организации
материи (от наноуровней до
Вселенского уровня). Микро-, макро-, и
мегамиры. Пространство и время.
2
2
4
Всего
6
6
12
2
2
4
Модуль 2
4
Принципы относительности, симметрии,
законы сохранения, взаимодействия.
Близкодействие и дальнодействие,
состояние. Принципы суперпозиции,
6
неопределенности и дополнительности.
5
6
Динамические и статические
закономерности в природе. Законы
сохранения энергии в макроскопических
процессах. Принцип возрастания
энтропии. Химические процессы,
реакционная способность веществ.
Внутреннее строение и история
геологического строения Земли.
Современные концепции развития
геосферных оболочек. Литосфера как
абиотическая основа жизни ее
экологические функции: ресурсная,
геодинамическая, геофизикогеохимическая, географическая
оболочка Земли.
2
2
4
2
2
5
Всего
6
6
13
25
35
27
45
Модуль 3
7
Особенности биологического уровня
организации материи. Принципы
эволюции, воспроизводства и развития
живых систем. Многообразие живых
организмов – основа организации и
устойчивости биосферы.
2
2
5
8
Генетика и эволюция. Человек:
физиология, здоровье, эмоции,
психология, мышление и высшая
нервная деятельность, биосоциальная
сущность, творчество,
работоспособность.
2
2
5
9
Биоэтика, человек, биосфера и
космические циклы: ноосфера,
необратимость времени,
самоорганизация в живой и неживой
природе. Принципы универсального
эволюционизма. Путь к единой
культуре.
2
2
5
Всего
6
6
15
Итого: 76 часов
18
18
40
76
100
Таблица 2.
п. № темы
Формы текущего контроля
Практич. Программ Ответ на
работа -контроль семинаре
Итого
кол-во баллов
Домашн.
работа
Контр.
Модуль 1
1
0-3
0-2
0-5
2
0-3
0-2
0-5
3
0-5
0-2
0-10
0-1
0-2
7
Всего
0-11
0-1
1
0-5
2
0-2
0-6
20
0-2
0-4
0-11
0-5
0-2
0-4
0-11
3
0-5
0-2
0-2
0-4
0-13
Всего
0-15
0-6
0-2
0-12
35
1
0-5
0-3
0-2
0-5
0-15
2
0-5
0-3
0-2
0-5
0-15
3
0-5
0-3
0-2
0-3
0-2
0-15
Всего
0-15
0-9
0-6
0-13
0-2
45
Модуль 2
Модуль 3
Итого:
41
16
10
31
0-2
100
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС
ТЕМА 1. Естественнонаучная и гуманитарная культура. Научные
методы познания. История естествознания и тенденции развития
науки.
Основные историко-культурные предпосылки и закономерности
развития естествознания и естественнонаучной картины мира.
Основные картины мироздания. Естественнонаучная и гуманитарная
культура. Содержание и структура естественнонаучной теории.
Взаимодействие естественных и гуманитарных наук. Классификация
наук. Вклад естественнонаучной и гуманитарной культур в развитие
цивилизации. Наука как процесс познания: объект, субъект, язык
науки, метод, методология, закон научного познания. Формы научного
познания. Основные характеристики научного знания. Критерии и
нормы научности.
ТЕМА 2. Естественно-научная картина мира. Корпускулярная и
континуальная концепции описания природы. Порядок и беспорядок в
природе, хаос.
Три
глобальных
этапа
развития
теоретического
знания:
натурфилософский, аналитический, синтетический. Общая история
8
естествознания. Античность, натурфилософия. Первые научные
программы: 1 - Математическая программа Платона, Пифагора; 2 Корпускулярно-атомистическая
программа
Демокрита;
3
Континуальная программа Аристотеля. Схоластика. (П.Абеляр,
Ф.Аквинский, Д.Скотт, У.Оккам и др.). Восточная наука в средние века
(А.Н. Фараби, М. Батани, Ибн Юнас, Ибн Сина - Авиценна, Ибн Рушд Авэрроэс и др.).
ТЕМА 3. Структурные уровни организации материи (от наноуровней до
Вселенского уровня). Микро-, макро-, и мегамиры. Пространство и
время.
Естествознание
в
средние
века,
развитие
университетов.
Формирование
механистического
естествознания:
создание
гелиоцентрической системы мира и учения о множестве миров,
создание
классической
механики
и
экспериментального
естествознания,
рождение
механистической
картины
мира.
Эволюционные идеи в естествознании 18-19 веков. Открытие
фундаментальных законов и теорий. Предпосылки крушения
механистического естествознания, развитие научно-технического
процесса. Развитие современного естествознания в 20-21 веке. Черты
классической науки: натурализм, механистичность, редукционизм,
метафизичность, ориентир на практическую значимость. Проблемы
изучения основных уровней строения мироздания: микромир,
макромир, мегамир.
ТЕМА 4. Принципы относительности, симметрии, законы сохранения,
взаимодействия. Близкодействие и дальнодействие, состояние.
Принципы суперпозиции, неопределенности и дополнительности.
Основные принципы естествознания. Понятие причинности. Основные
динамические и статистические законы и теории. Законы симметрии и
асимметрии. Геометрические и динамические формы симметрии и
асимметрии. Законы сохранения. Принцип соответствия. Принцип
дополнительности.
Принцип
неопределенности.
Основы
термодинамики. Первое начало термодинамики, закон сохранения и
превращения энергии. Второе начало термодинамики, тепловая
энергия и работа. Энтропия. Концепция самоорганизации материи,
открытые
системы,
равновесные
системы,
неравновесные.
Синергетика - наука о сложных системах. Возникновение кибернетики
и информатики. Формирование физической картины мира (ФизКМ).
9
Общие представления о материи. Механистическая картина мира и ее
особенности. Дискретная (корпускулярная) модель реальности,
концепция абсолютного пространства и времени, принцип
детерминизма.
Законы
движения.
Принцип
дальнодействия.
Электромагнитная
картина
мира,
формирование
полевой
(континуальной) модели реальности. Понятие вероятности, принцип
близкодействия,
реляционная
(относительная)
концепция
пространства и времени. Квантово-полевые представления о материи.
Принцип
неопределенности
и
принцип
дополнительности.
Фундаментальные физические теории. Виды, свойства и способы
существования материи. Основные формы движения материи.
Развитие представлений о пространстве и времени. Создание общей
и специальной теории относительности. Пространство и время в
классической физике. Пространство и время в общей и специальной
теории относительности. Характеристики пространства и времени.
ТЕМА 5. Динамические и статические закономерности в природе.
Законы сохранения энергии в макроскопических процессах. Принцип
возрастания
энтропии.
Химические
процессы,
реакционная
способность веществ.
Структурность и системность материи. Свойства материи.
Структурные уровни организации материи неорганического и
органического мира. Понятие о веществе и антивеществе. Иерархия
неорганического и органического мира на микро-, макро- и
мегауровнях. Понятие о поле. Гравитационное, электромагнитное,
ядерное, электронно-позитронное поля, условия их возникновения и
действия. Сравнительная характеристика вещества и поля.
Структурные уровни вещества в микромире: молекулярный, атомный,
нуклонный, кварковый. Основные характеристики элементарных
частиц: масса, время жизни, заряд, спин, размеры, скорость, энергия.
Классификация элементарных частиц (ЭЧ): фотоны, лептоны, кварки,
бозоны, адроны. Истинно элементарные (фундаментальные) частицы:
лептоны, кварки и кванты полей. Фундаментальные взаимодействия сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное. Корпускулярноволновой дуализм. Волны электромагнитного излучения, спектр.
ультрафиолетовое
излучение,
видимый
свет,
инфракрасное
излучение - значение в эволюции Земли и живой природе. Строение
атома. Строение молекулы.
10
ТЕМА 6. Внутреннее строение и история геологического строения
Земли. Современные концепции развития геосферных оболочек.
Литосфера как абиотическая основа жизни ее экологические функции:
ресурсная,
геодинамическая,
геофизико-геохимическая,
географическая оболочка Земли.
Развитие космологии как науки, ее цели, задачи и методы
исследования. Мегамир и метагалактика. Общая характеристика
Вселенной. Развитие представлений о строении Вселенной.
Современные космологические теории эволюции Вселенной: теория
стационарного состояния и теория нестационарного состояния
Вселенной. Солнечная система, гипотезы ее возникновения, строение,
особенности. Тела Солнечной системы: планеты их характеристики,
астероиды, метеориты. Орбитальное движение планет. Земля - как
планета Солнечной системы. Годовое и суточное вращение Земли.
Значение наклона земной оси для формирования природноэкологического пространства. Магнитосфера Земли и ее значение в
эволюции планеты и биосферы. Основные вехи развития
космонавтики, достижения и открытия. Взаимодействие биосферы и
Вселенной.
ТЕМА 7. Особенности биологического уровня организации материи.
Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа организации и
устойчивости биосферы.
Основные направления биологических исследований, биология как
наука, основные исторические этапы. Биологическая картина мира
(БКМ). Систематика биологических наук, натуралистическая биология,
физико-химическая
биология,
эволюционная
биология.
Фундаментальные
основы
биологии,
законы
и
теории.
Геохронологическая история развития Земли, общая характеристика
этапов. Предпосылки зарождения жизни. Структурные уровни
организации живой материи, формы жизни. Свойства живого
вещества. Концепция эволюционного происхождения жизни. Теории
зарождения жизни: стационарного состояния, самопроизвольного
зарождения, креационизм, панспермия, биохимической эволюции.
Переход от химической эволюции к биохимической. Этапы
биохимической эволюции. Биологическая эволюция, абиогенез и
биогенез, основные этапы. Эволюция условий жизни на Земле,
11
восстановительный, слабоокислительный и окислительный этапы,
роль прокариот и эукариот, роль анаэробных и аэробных организмов в
биоэволюции. Возникновение клетки, ее особенности и свойства как
сложной самоорганизующейся системы.
ТЕМА 8. Генетика и эволюция. Человек: физиология, здоровье,
эмоции, психология, мышление и высшая нервная деятельность,
биосоциальная сущность, творчество, работоспособность.
Периодизация эволюционных идей, концепция развития, теория
катастроф, эволюционная теория. Теория естественного отбора, роль
наследственности и изменчивости, борьбы за существование и
естественного отбора в эволюции. Теории неоламаркизма и
антидарвинизма. Основные положения синтетической теории. Микрои макроэволюция. Законы эволюции. Роль человека в природе.
Человек как биологический вид. Теории происхождения человека.
Основные этапы антропогенеза, древнейшие, древние и первые
современные
люди.
Биосоциальная
сущность
человека,
антропосоциогенез. Отличительные черты психики и сознания
человека. Функции сознания. Ноогенез.
ТЕМА 9. Биоэтика, человек, биосфера и космические циклы:
ноосфера, необратимость времени, самоорганизация в живой и
неживой природе. Принципы универсального эволюционизма. Путь к
единой культуре.
Учение о биосфере, ее функции, границы, состав, структура.
Формирование биосферы и ее взаимосвязь с геологическими
оболочками земли. Понятие экологическая среда, среда обитания.
Биогеохимические функции биосферы: газовая, концентрационная,
окислительно-восстановительная,
биохимическая.
Биогенная
миграция атомов. Круговорот веществ в природе. Цепи питания.
Биомасса и продукция органического вещества. Экосистемы,
биоценозы и биогеоценозы, биотопы, их формирование и эволюция,
значение в природе. Пределы жизни организмов в экологических
средах. Абиотические, биотические и антропогенные факторы среды,
законы их воздействия на живые системы. Классификация организмов
по типу питания, среде обитания, факторам приспособляемости.
Биоритмы в природе и их значение. Биосфера и человек. Учение о
ноосфере. Естественная и искусственная среда обитания.
Географическая среда, географический детерминизм. Социальная
география и геополитика. Формы воздействия на биосферу.
Современная экологическая ситуация. Глобализация процессов.
12
ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
ТЕМА 1. Естественнонаучная и гуманитарная культура. Научные
методы познания. История естествознания и тенденции развития
науки.
1. Мифологическая, религиозная, философская и естественнонаучная
картины мира.
2. Основные закономерности в развитии науки: историческое
развитие,
преемственность,
взаимодействие
отраслей,
самостоятельность, эволюционное и революционное развитие,
свобода критики, критичность.
3. Чувственное познание - ощущение, восприятие представление.
4. Рациональное познание - понятие, суждение, умозаключение.
5. всеобщие, общенаучные и конкретные методы исследования.
6. Эмпирические методы: наблюдение, описание, измерение,
эксперимент, сравнение. Теоретические методы: Формализация,
аксиоматизация, гипотетико-дедуктивный метод.
7. Истина в науке. Абсолютная и относительная истина.
8. Общие методы науки - анализ и синтез, индукция и дедукция,
обобщение
и
абстрагирование,
диалектика,
аналогия
и
моделирование, историко-логический подход.
ТЕМА 2. Естественно-научная картина мира. Корпускулярная и
континуальная концепции описания природы. Порядок и беспорядок в
природе, хаос.
1. Античность: пифагорейская, эпикурейская и математическая школы
и их достижения.
2. Механистическое естествознание: Н. Коперник и проблемы
развития гелиоцентризма, Дж. Бруно учение о множестве миров и
бесконечности
Вселенной,
Г.
Галилей
гелиоцентрическая
динамическая модель Солнечной системы. Геоцентризм и
теоцентризм, и развитие естественных наук. Открытия И. Кеплера о движении планет.
3. Прорыв науки 17-18в.: реформационная политика Петра I и ее
влияние на развитие науки в России; труды М.В. Ломоносова и
значение создания Московского университета. И. Ньютон - закон
всемирного тяготения и движения, основы классической механики;
4. Эволюционные идеи 19в.: космогоническая гипотеза КантаЛапласса; теория катастроф Ж.Кювье; теория гелиоцентрического
эволюционизма Ч. Лайель; законы сохранения и превращения
энергии Ю. Майер и Г. Гельмгольц; периодический закон
химических элементов Д.И. Менделеев, исследования Бутлерова.
13
5. Характеристика науки 19-20вв.: классическая электродинамика М.
Фарадей, Д. Максвелл, Г.Р. Герц; радиоактивность - М. Кюри, П.
Кюри и А.А. Беккерель; открытие электрона Д.Д. Томсона; атомное
ядро Э.Резерфорда; квантовая гипотеза М. Планка; квантовая
теория атома Н. Бор; специальная
и общая теория
относительности А. Эйнштейн.
6. Наука в 20в.: модель расширяющейся Вселенной А.А. Фридмана;
квантовая механика В. Гейзенберг, Э. Шредингер; создание
кибернетики Н. Винер; Модель ДНК Д. Уотсон и Ф. Крик;
генетический код М. Ниренберг, Х. Корн, Р. Холли; космология
Хаббла и др.
ТЕМА 3. Структурные уровни организации материи (от наноуровней до
Вселенского уровня). Микро-, макро-, и мегамиры. Пространство и
время.
1. Структурные
уровни
организации
материи,
иерархия
неорганического и органического мира на микро-, макро- и
мегауровнях.
2. Гравитационное,
электромагнитное,
ядерное,
электроннопозитронное поля, условия их возникновения и действия. Вещество
и поле. Фундаментальные взаимодействия.
3. Структурные уровни в микромире: молекулярный, атомный,
нуклонный, кварковый.
4. Основные характеристики элементарных частиц.
5. Фундаментальные взаимодействия - сильное, электромагнитное,
слабое,
гравитационное.
Корпускулярно-волновой
дуализм.
Гипотеза о универсальности корпускулярно-волнового дуализма.
Волна Л. де Бройля.
6. Молекулярный уровень, ионные и ковалентные связи. Молекулы
простых и сложных соединений. Макромолекулы, полимерная
химия.
7. Механистическая картина мира: Дискретная (корпускулярная)
модель реальности, концепция абсолютного пространства и
времени, принцип детерминизма. Законы движения. Принцип
дальнодействия.
Концепция дискретного строения материи
И.Ньютона. Электромагнитная картина мира. Квантово-полевые
представления
о
материи.
Движение
как
проявление
фундаментальных
взаимодействий.
Единая
теория
поля,
объединяющая все фундаментальные взаимодействия.
8. Закон сохранения вещества и энергии. Опыты М.В. Ломоносова
(1748г.), А.Л. Лавуазье. Г.В. Лейбниц - теория механической
энергии. Т. Юнг и термин «энергия» (1807г.).
Создание
специальной (СТО-1905г.) и общей теории относительности (ОТО14
1916г).
постулат
относительности
и
инвариантности.
Пространственно-временной четырехмерный континуум.
ТЕМА 4. Принципы относительности, симметрии, законы сохранения,
взаимодействия. Близкодействие и дальнодействие, состояние.
Принципы суперпозиции, неопределенности и дополнительности.
1. Понятие причинности в научных теориях.
2. Динамический
закон.
Динамическая
теория.
Основные
динамические теории.
3. Статический закон. Статическая теория. Основные статические
теории теории.
4. Понятие симметрии и асимметрии. Геометрические и динамические
формы симметрии и асимметрии.
5. Принцип соответствия (Н. Бор, 1923г.). Принцип дополнительности
(Н. Бор, 1927г.).
6. Принцип и соотношение неопределенностей В. Гейзенберга.
7. Первое начало термодинамики, закон сохранения и превращения
энергии. Второе начало термодинамики, тепловая энергия и
работа.
Вечный
двигатель.
Энтропия.
Третье
начало
термодинамики, понятие абсолютного нуля.
8. Концепция самоорганизации материи. Открытые, равновесные и
неравновесные системы. Понятие флуктуации. Самоорганизация в
живой материи.
9. Кибернетика и Синергетика (Г. Хакен, И.Р. Пригожин). Кибернетика
и информатика.
ТЕМА 5. Динамические и статические закономерности в природе.
Законы сохранения энергии в макроскопических процессах. Принцип
возрастания
энтропии.
Химические
процессы,
реакционная
способность веществ.
1. Открытие первых «химических элементов» (Р. Бройль). Первая
систематика химических элементов (А.А. Лавуазье).
2. Химические элементы и взаимодействия между ними.
3. Создание периодического закона (системы) (Д.И. Менделеев, 1869).
4. Закон постоянства состава (Ж. Пруст, Д. Дальтон).
5. Вещества и смеси, гомогенные и гетерогенные, растворы и
соединения. Свойства веществ. Учение о химических процессах.
Катализ. Виды химических реакций.
6. Элементы-органогены, распространенность, важные свойства.
Элементы - строители физиологически важных компонентов
биосистем (К, Na, Ca, Mg, Fe, Si, Al, Cl, Cu, Zn, Co).
Узкоспецифичные микроэлементы.
15
7. Представления о процессах биосинтеза, метаболизм, роль белков,
жиров, углеводов, кислот. Отличительные черты хемосинтеза,
биосинтеза, фотосинтеза.
8. Проблемы утилизации синтезированных химических соединений,
взаимодействие с биосистемами. Химическая эволюция и
перспективы развития, экологические проблемы.
9. Учение о строении и свойствах вещества. Молекулярнокинетическая теория (статическая механика), открытия Фарадея.
Шкала Фаренгейта, Цельсия, Кельвина.
ТЕМА 6. Внутреннее строение и история геологического строения
Земли. Современные концепции развития геосферных оболочек.
Литосфера как абиотическая основа жизни ее экологические функции:
ресурсная,
геодинамическая,
геофизико-геохимическая,
географическая оболочка Земли.
1. Геохронологическая
история
развития
Земли,
общая
характеристика этапов.
2. Современные концепции развития геосферных оболочек.
3. Литосфера как абиотическая основа жизни ее экологические
функции: ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая,
географическая оболочка Земли.
ТЕМА 7. Особенности биологического уровня организации материи.
Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем.
Многообразие живых организмов – основа организации и
устойчивости биосферы.
1. Структурные уровни организации живой материи: молекулярногенетический,
клеточный,
онтогенетический,
популяционновидовой, биогеоценотический.
2. Формы жизни - клеточные и неклеточные. Особое царство - вирусы,
их строение и взаимодействие с другими таксонами. Переход от
одноклеточных к многоклеточным формам. Общая классификация
царств живой природы, основные таксоны.
3. Свойства живого вещества. Свойства клетки. Пределы жизни.
4. Основные концепции происхождения жизни. Теории зарождения
жизни.
5. Этапы биохимической эволюции.
6. Биологическая
эволюция.
Роль
прокариот
и
эукариот.
Классификация организмов по отношению к кислороду, воде, свету
и другим факторам среды.
7. Концепция развития.
16
ТЕМА 8. Генетика и эволюция. Человек: физиология, здоровье,
эмоции, психология, мышление и высшая нервная деятельность,
биосоциальная сущность, творчество, работоспособность.
1. Антропосоциогенез. Основные особенности строения и принципы
деятельности систем человека. Понятие акселерации, ретардации,
децелерации, рост и развитие.
2. Психофизиологические особенности человека. Мышление. Речь.
Сознание.
3. Геополитика. Население Земли и проблемы демографии в России и
мире.
4. Ноосфера
и
техносфера.
Научно-технический
прогресс,
перспективы развития.
5. Основные положения синтетической теории.
6. Элементарные явления и факторы эволюции (популяция,
изменение генотипического состава, генофонд, факторы мутационный процесс, волны жизни, изоляция, естественный отбор
и его виды).
7. Развитие наук о человеке и живой природе: теория эволюции
органического мира Ж.Б. Ламарк и Ч. Дарвин; клеточная теория М.
Шлейден и Т. Шванн; труды И.В. Павлова и М.С. Сеченова,
появление генетики и экологии, микробиологии. биохимии.
ТЕМА 9. Биоэтика, человек, биосфера и космические циклы:
ноосфера, необратимость времени, самоорганизация в живой и
неживой природе. Принципы универсального эволюционизма. Путь к
единой культуре.
1. Биосфера - живая оболочка Земли (Э. Зюсс, 1875 г.). Учение о
биосфере (В. И. Вернадский). Строение и границы биосферы.
Биогеохимические функции биосферы.
2. Биомасса и продукция органического вещества. Ресурсы живой
природы и их возобновляемость.
3. Классификация факторов среды. Виды воздействий на живые
системы. Классификация биоритмов в природе.
4. Место человека в систематике живой природы. Теории
происхождения человека.
5. Глобальные экологические проблемы, пути выхода из кризиса.
6. Взаимодействие стран и международных сообществ в решении
важных экологических и социально-политических вопросов.
17
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ.
В результате освоения дисциплины «Концепции современного
естествознания»
Студент должен знать:
о современном состоянии научной теории и практики, основных
целях, задачах, проблемах и методах современной науки;
о достижениях науки и их значении для общества и природы, об
уровне воздействия антропогенного развития на окружающую среду и
биосферу;
о закономерностях развития природы и общественно-социальной
среды и законах ее функционирования;
содержание предмета, основные характеристики естественно
научной картины мира, место и роль человека в природе;
концептуальные основы развития естественных наук и
антропосоциогенеза;
основные закономерности историко-культурного развития
человека и человечества, и взаимодействия человека и общества;
Студент должен уметь:
применять
естественнонаучные
знания
в
учебной
и
профессиональной деятельности;
владеть навыками работы с программными средствами общего и
профессионального назначения;
применять основные способы обработки информации и
моделирования
ситуации,
выявлять
и
оценивать
влияние
хозяйственной деятельности человека на природную среду;
- проводить наблюдения за явлениями природы, живыми
организмами; изучать и описывать конкретные явления природы,
оформлять результаты наблюдений и практических работ;
5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.
2.
3.
4.
5.
(Примерные темы контрольных работ и рефератов)
Контрольная работа № 1.
Историческая панорама и тенденции развития естествознания.
Основные закономерности и этапы развития естествознания.
Основные предпосылки развития естественнонаучной картины
мира.
Естественнонаучная и гуманитарная культура и их взаимодействие.
Отличия мифологической и религиозной от естественнонаучной
картины мира.
18
6. Роль и взаимосвязь естественных наук и философских
представлений.
7. Общая классификация наук и основные области научного знания.
8. Наука как процесс познания, основные характеристики научного
знания и его формы.
9. Содержание и структура естественнонаучной теории.
10. Преемственность в развитии науки.
11. Основа формирования новых теорий, воззрений принципов в
естествознании.
12. Предпосылки и возникновение фундаментальных физических
теорий.
13. Эмпирические и теоретические методы науки.
14. Критерии и нормы научности.
15. Наука в духовной культуре общества.
16. Древнейшие, античные и средневековые представления о
строении мира.
17. Натурофилософия, учение о первоначалах мира.
18. Первые научные программы древности.
19. Основные философы и ученые древнего мира.
20. Схоластика, возникновение новых научных знаний.
21. Естествознание в средние века. Первые научные школы и
создание университетов.
22. Отличия геоцентрической и гелиоцентрической систем мира.
23. Формирование механистического естествознания.
24. Создание
классической
механики
и
экспериментального
естествознания.
25. Механистическая картина мира, роль открытий Н.Коперника,
Г.Галилея, И.Ньютона.
26. Эволюционные идеи в естествознании 18-19 веков.
27. Открытие фундаментальных законов и теорий.
28. Развитие современного естествознания в 20-21 веке.
29. Изучение основных уровней строения мироздания: микромир,
макромир, мегамир и их особенности.
30. Корпускулярная концепция описания природы: от атомизма до
квантовой теории.
Контрольная работа № 2.
1. Развитие представлений о строении Вселенной. Космогоническая
гипотеза.
2. Модели возникновения Вселенной. Загадки современной
астрономии.
3. Звездный уровень организации материи, его особенности и
свойства. Звезды.
19
4. Рождение и самоорганизация Вселенной. Модель горячей
Вселенной.
5. Теория стационарного состояния и теория нестационарного
состояния Вселенной.
6. Затерянные миры галактик. Строение нашей галактики Млечный
Путь.
7. Звезды и созвездия. Карта звездного неба. Астрология как наука.
8. Гипотезы возникновения и эволюция Солнечной системы и ее
объектов.
9. Нецикличные и цикличные тела Солнечной системы. Кометы,
астероиды, метеориты.
10. Земля как объект Солнечной системы и частица Вселенной.
11. Секреты мироздания. Параллельность и антипараллельность в
мире.
12. Фундаментальные физические взаимодействия и теории великого
объединения.
13. Планетарный уровень организации материальных систем.
14. Воздействие на человека гелиокосмических факторов среды.
15. Ресурсы космоса: решение энергетического кризиса.
16. Физическая и механистическая картина мира. История
формирования и достижения.
17. Классическая физика Ньютона и теория относительности
Эйнштейна. Проблемы пространства и времени.
18. Развитие представлений о пространстве и времени. Свойства
пространства и времени.
19. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна.
20. Пространственные и временные свойства в общей и специальной
теории относительности.
21. Пространство и время в микромире, макромире и мегамире.
22. Необратимость времени. Гипотезы Н.А. Козырева о новых
свойствах времени.
23. Дискретная
(корпускулярная)
и
полевая
(континуальная)
концепции описания природы.
24. Корпускулярные и волновые свойства материи. Принцип
неисчерпаемости материи.
25. Законы движения. Принцип дальнодействия. Понятие вероятности,
принцип близкодействия. Принцип неопределенности и принцип
дополнительности.
26. Реляционная (относительная) концепция пространства и времени.
27. Элементарные частицы в природе.
28. Концепция фундаментальных взаимодействий в природе.
29. Строение микромира: от атома до теории кварков. Открытие
атома.
20
30. Биоэнергоинформатика.
Триединство
Вселенной:
материя,
энергия, информация.
31. Структурные уровни организации материи различных сфер.
Свойства материи.
32. Системный уровень организации материи.
33. Неопределенность в мире. Процессы неопределенности в
искусстве, биологии, кибернетике и других системах.
34. Принцип неопределенности Гейзенберга как фундаментальное
положение квантовой механики.
35. Фундаментальные взаимодействия в природе и передающие их
частицы.
36. Соотношение порядка и беспорядка в природе. Хаос и мифы.
Причины хаоса.
37. Понятие о веществе и антивеществе.
38. Понятие о поле. Условия их возникновения и действия.
39. Сравнительная характеристика вещества и поля.
40. Структурные уровни вещества в микромире.
41. Основные характеристики элементарных частиц.
42. Классификация
элементарных
частиц
(ЭЧ).
Истинно
элементарные (фундаментальные) частицы.
43. Корпускулярно-волновой дуализм.
44. Волновые воздействия на химические процессы и живые системы.
45. Строение атома. Строение молекулы.
46. Принципы симметрии и асимметрии. Формы симметрии и
асимметрии.
47. Различие живой и неживой природы по принципам симметрии.
48. Механизм обратной связи. Отрицательные и положительные
обратные связи.
49. Синергетика как теория поведения систем различной природы.
50. Кибернетика и информатика.
51. Принцип исторического развития как фундаментальный принцип
науки о живом.
52. Принцип устойчивого термодинамического равновесия живых
систем. Концепции происхождения живого.
53. Понятие причинности.
54. Основные динамические и статистические законы и теории.
55. Законы сохранения. Принцип соответствия.
56. Принцип дополнительности. Принцип неопределенности.
57. Первое и второе начало термодинамики. Невозможность создания
вечного двигателя.
58. Концепция самоорганизации материи, открытые, равновесные и
неравновесные системы.
59. Ресурсная и биосферная модели предельной возможности Земли.
60. Модель устойчивости Мировой системы.
21
61. Проблемы самоорганизации в живой и неживой природе.
62. Механизмы и характеристики процесса самоорганизации.
63. Особенности
реакции
Белоусова-Жаботинского.
Основы
термодинамики неравновесных процессов.
64. Научно-технический прогресс и проблемы рационального
природопользования. Глобальные проблемы человечества.
65. Периодический закон и периодическая система химических
элементов.
66. Учение
о
составе
вещества.
Принципы
организации
взаимодействий и связей между химическими элементами.
67. Закон постоянства состава. Вещества и смеси. Классификация
веществ.
68. Структура химических соединений, учение о химических
процессах.
69. Образование химических элементов и веществ в процессе
глобальной эволюции.
Темы рефератов:
1. Самые распространенные на Земле и в космосе химические
элементы, их роль в природе.
2. Химический этап эволюции Земли, формирование горных пород,
полезных ископаемых.
3. Элементы - органогены. Микроэлементы и макроэлементы.
Биохимический уровень организации материи.
4. Круговорот веществ в природе, миграция атомов.
5. Особая роль аминокислот, рибонуклеиновых кислот, углеводов и
других веществ в эволюции живой материи.
6. Роль хемо- и фотосинтетиков в формировании условий для
развития жизни на Земле.
7. История геохронологического изучения Земли и основные этапы
ее развития. Концепция тектоники литосферных плит.
8. Значение трудов Л. Пастера для понимания особенностей
эволюционного процесса.
9. Гипотеза Опарина-Холдейна о происхождении жизни, ее роль в
развитии теорий в биологии.
10. Концепции современного происхождения жизни. Эволюция.
Механизмы эволюции.
11. Закон дивергенции, его проявления и роль. Конвергенция как
фактор эволюции.
12. Проблемы адаптации живого. Концепция адаптационного
синдрома, стресс.
13. Фундаментальные основы биологии, законы и теории.
22
14. Уровни организации живой материи, формы жизни и свойства
живого вещества.
15. Основные этапы и особенности химической, биохимической и
биологической эволюция.
16. Эволюция условий жизни на Земле, восстановительный,
слабоокислительный и окислительный этапы.
17. Роль древнейших микроорганизмов в биоэволюции.
18. Клетка как структурная и функциональная единица всего живого,
ее самоорганизация.
19. Периодизация эволюционных идей, концепция развития, теория
катастроф, эволюционная теория.
20. Революционные идеи и теории Ч.Дарвина. Синтетическая теория и
законы эволюции.
21. Золотое сечение, одно из наиболее ярких проявлений гармонии
природы.
22. Биосфера как живая самоорганизующаяся система.
23. Учение В.И. Вернадского и биосфере.
24. Ноосфера как новое эволюционное состояние биосферы. В.И.
Вернадский о преобразовании биосферы в ноосферу.
25. Генетика и эволюция, современные достижения и перспективы.
Генная инженерия, новые возможности, проблемы, плюсы и
минусы.
26. Современные концепции изменения внешних оболочек Земли.
27. Неординарные возможности человека и его сознания.
28. Принцип универсального эволюционизма. Путь к единой культуре.
29. Человек, культура, духовный мир, социум - как результат
самоорганизации человека как биологического вида.
30. Теория самоорганизации в применении к социальным системам.
31. Теория глобального эволюционизма.
32. Экология и культура. Законы и проблемы экологии.
33. Второе начало термодинамики в области живой природы и
экологии.
34. Природа человека и его взаимодействие с окружающей средой.
35. Изучение сознания. Эволюция и становление интеллекта.
36. Будущее человека и человечества в ближайшей перспективе,
прогнозирование ситуации.
6. КУРСОВЫЕ РАБОТЫ НЕ ПРЕДУСМОТРЕНЫ ПРОГРАММОЙ
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ (экзамен в 6 семестре)
1.Природа как целостная система.
2.Человек как познающий субъект природы.
3.Способы постижения природы.
23
4.Познание, мировоззрение и картина мира.
5.Мировоззрение и культура.
6.Наука как способ объективного познания окружающего мира и
человека.
7.Научный метод познания.
8.Научные модели, их возможности и границы применимости.
9.Научная картина мира.
10.Динамика научного познания и формирование научных парадигм.
11. Дифференциация наук.
12 Естествознание как система наук о природе.
13.Естественнонаучная картина мира.
14.Основные понятия естествознания.
15.Стохастические и динамические закономерности.
16.Фундаментальные законы природы.
17.Основополагающие принципы естествознания.
18.Панорама доклассического естествознания.
19.Панорама классического естествознания.
20.Панорама неклассического естествознания.
21.Постнеклассическая наука и ее основные концепции.
22.Системный подход в естествознании.
23.Открытые системы и их свойства.
24.Мир как иерархия взаимосвязанных развивающихся систем.
25. Самоорганизация и эволюция открытых сложных систем, далеких
от равновесия.
26. Сходство механизмов самоорганизации систем разного уровня и
универсальный эволюционизм.
27. Элементы теории организации (управления).
28. Самоорганизация и эволюция Вселенной.
29. Самоорганизация и эволюция Солнечной системы.
30. Самоорганизация и эволюция Земли.
31. Основные признаки живого и структурные уровни его организации.
32. Самоорганизация и эволюция биологических систем.
33. Биологическая эволюция и концепция генетики.
34. Самоорганизация и антропогенез.
35. Биосоциальная природа человека.
36. Современные научные представления о происхождении и
эволюции человека.
37. Эволюция головного мозга и развитие психики.
24
38. Генетическая программа человека и природа интеллектуальных
способностей.
39. Самоорганизация и эволюция социальных систем.
40. Антропосоциогенез и цивилизационные разломы.
41. Современные глобальные проблемы человечества.
42. Новые модели развития цивилизации. Контрольные вопросы к
экзамену (зачету)
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
8.1. Рекомендуемая литература
ОСНОВНАЯ:
1. Грушевицкая Т.Г, Садохин А.П. Концепции современного
естествознания. М., 1998.
2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М., 1997.
3. Игнатова В.А. Основы современного естествознания. Тюмень, 1997.
4. Игнатова В.А. Человек. Земля Вселенная. Концепции современного
естествознания. Тюмень, 2000.
5. Игнатова В.А. Естествознание. М., 2002.
6. Игнатова В.А. Экология и культура: на пути к интеграции. Тюмень,
2004.
5.Лавриненко В.Н., Ратников В.П. Концепции современного
естествознания. М., 1997.
6. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М., 1997.
7. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. М., 1998.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
1. Андреев И.Л. Происхождение человека и общества. М., 1988.
2. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М., 1990.
3. Войткевич Г.В. Возникновение и развитие жизни на Земле. М., 1988.
4. Голицын Г.А. Гармония и алгебра живого. М., 1990.
5. Дольник В. Непослушное дитя биосферы. М., 1994.
6. Каструбин Э.М. Ключ к тайнам мозга. М., 1995.
7. Колчинский Э. И. Эволюция биосферы. М.,1990.
8. Опарин А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М.,
1986.
9. Тарасов Л.В. Мир, построенный на вероятности. М., 1984.
10. Тойнби А.Дж. Постижение истории. М., 1991.
11. Урсул А.Д. Путь в ноосферу. М., 1994.
12. Эйген М., Винклер Р. Игра жизни. М., 1979.
13. Эткинс П.У. Порядок и беспорядок в природе. М., 1987.
25
8.2. Средства материально-технического обеспечения дисциплины
Измерительные приборы и оборудование: аудио-видеоаппаратура,
анемометр, барометр, бинокль, лупа, весы, гигрометр, глобус, компас,
психрометр, микроскоп, телескоп, теллурий, набор химической
посуды, нагревательные приборы, пинцет, скальпель препаровальная
игла.
Материалы: набор химических препаратов, коллекции горных пород,
полезных ископаемых и почв, биологические микропрепараты,
влажные препараты, гербарии, коллекции плодов, семян, насекомых,
раковин моллюсков, чучела птиц и млекопитающих.
26
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Л. М. Волосникова/
__________ _____________ 2008 г.
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов очной формы обучения
специальности 050708.65 «Педагогика и методика начального образования с
дополнительной специальностью «информатика»»
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Авторы работы _______________________ /Сазанова Т. В. /
«______»___________2008 г.
Рассмотрено на заседании кафедры Возрастной физиологии,
___ _________, протокол № ____.
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 26 стр.
Зав. кафедрой ________________________ /Н.Н. Гребнева./
«______»___________ 2008 г.
Рассмотрено на заседании УМК Института психологии и педагогики.
Протокол № от ____________ 2008 г.
Соответствует ГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ____________________ /Арефьева А. В./
«______»_____________2008 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Федорова С. А./
«______»_____________2008 г.
27