Конспект лекций доцента Шабанова М.Ф. по курсу «Концепция современного естествознания -КСЕ»

Приложения к лекциям М.Ф. Шабанова. Лекция №1

Введение, назначение курса, государственный стандарт, научные методы, краткая история мировоззрения и естествознания

1.1 Введение, назначение курса, государственный стандарт

Целями освоения дисциплины КСЕ являются: формирование у студентов научного мышления и материалистического мировоззрения, целостного представления о материальном мире, его фундаментальных закономерностях и принципах. Формирование ясного представления о естественнонаучной картине мира путем изучения и понимания сущности конечного числа фундаментальных законов природы, к которым сводится множество частных закономерностей физики, химии и биологии, информатики, геологии и других наук. Осознание глобальных проблем современного человека и земной цивилизации в связи с ускоряющимся развитием естественных наук и новых глобальных технологий.

В результате изучения курса студент должен знать важнейшие законы, принципы и формулы, уметь провести простые расчеты по прямому применению формул. Представлять историю развития естествознания и современную естественнонаучную картину мира. Иметь представление о современном состоянии естественных наук и глобальных проблемах современного человека и земной цивилизации на этапе перехода биосферы в ноосферу.

Главной задачей является обеспечение будущему специалисту фундаментальной подготовки, позволяющей самостоятельно анализировать научную и техническую информацию, необходимую для решения профессиональных задач.

Основным содержанием курса должны быть фундаментальные законы естествознания, в их строгой формулировке. Недопустимо сводить курс КСЕ к одной из наук, которую хорошо знает преподаватель, и формировать однобокую картину естествознания. Требуются глубокие знания физики для представления механистической, тепловой, электромагнитной, астрономической и современной физической картины мира. Именно физика с ее разделами химфизики, биофизики, геофизики, астрофизики, атомной и ядерной физики, теорией относительности и квантовой механики с физическими основами современных технологий составляют основу курса. Революционные изменения идут в биологии. Генетика и биотехнологии могут существенно изменить условия жизни для населения Земли. Нетрадиционные разделы естествознания – системы и общесистемные законы для них, законы кибернетики для социально-экономических систем, законы синергетики и методы информационного управления человеком и общественными системами имеют важное значение для современного человека. Они должны быть понятно и полно представлены в целостной естественнонаучной картине мира.

Новый стандарт предписывает компетентностную модель образования. По определению ФГОС ВПО компетенция – это способность применять знания, умения и личностные качества для успешной деятельности в определенной области и является новой нормой качества образования. Компонентами данной модели являются знания, умения, навыки, и опыт их использования на практике. Общекультурные компетенции (ОК) различны для каждого направления подготовки, а профессиональные компетенции (ПК) и специальные (СК) – для каждой специализации. Поэтому для каждой специализации нужно разрабатывать новый курс, формирующий эти компетенции.

Задачами освоения дисциплины являются:

-систематизация знаний о материальном мире во всех его проявлениях;

-развитие критического, научного мышления;

- активное владение концепциями современного естествознания;

-ориентирование будущих преподавателей на использование в учебном процессе современных образовательных технологий и методов обучения ;

-развитие навыков эффективной самостоятельной работы;

-формирование готовности к организации и проведению опытно-экспериментальной и исследовательской работы.

В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие компетенции:

Общекультурные:

-осознание культурных ценностей, понимание роли культуры в жизнедеятельности человека (ОК-1)

- владеет способами формирования идеологии и приумножения культуры у обучающихся ОУ НПО и СПО, оказанием помощи в мировоззренческом самоопределении и становления личности будущего рабочего (специалиста) (ок-10)

-имеет целостное представление о картине мира, ее научных основах (ок-14);

-способен научно анализировать социально значимые проблемы и процессы, умением использовать на практике методы гуманитарных, социальных и экономических наук в различных видах профессиональной и педагогической деятельности (ОК-15)

-способен выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессионально-педагогической деятельности (ок-16);

-готов использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессионально-педагогической деятельности (ok-17);

-владеет технологией научного исследования (ок-19)

профессиональные:

-готов к участию в исследованиях проблем возникающих в процессе подготовки рабочих (специалистов) (пк-12)

-способен проектировать и оснащать образовательно-пространственную среду для теоретического и практического обучения рабочих (специалистов) (пк-16);

-способен организовывать и контролировать технологический процесс в учебных мастерских, организациях и предприятиях (пк-25);

-готов к конструированию, эксплуатации и техническому обслуживанию учебно-технологической среды для практической подготовки рабочих (специалистов) (пк-28);

Решение выше поставленных задач курса рассчитано на 72 часа аудиторной подготовки и 36 часов самостоятельной работы студента. Предлагаемый курс лекций рассчитан на безусловное выполнение стандарта и более полное изучение законов природы в физике, биологии, химии, геофизике, астрономии, кибернетики в информационном управлении человеком и общественными структурами. Коренные отличие данного курса КСЕ состоит в том, что в лекциях широко применяется математический подход к описанию законов и закономерностей. Вместо длинных философских рассуждений о законе мы приводим формулу для него, тщательно разъясняя студентам значение всех переменных в формуле, значения важнейших мировых констант и единиц измерения. Даем словесную формулировку закона и требуем от студента умения сформулировать словесную формулировку по написанной формуле. Учим студента использованию формулы в решении простейших задач по применению изучаемых законов. Такой конструктивный («физикалистский « по меткому определению академика Н.Н.Моисеева) подход требует от преподавателя более глубоких знаний законов естествознания и умения решать задачи по их практическому применения. Курс становится более сложным для освоения студентов гуманитариев, для которых математика и физика всегда казались трудными и непонятными. Им приходится более напряженно работать в семестре, разбираясь в сути законов, а не зубрить готовые словесные определения. Конечно, мы даем законы и формулы, редко выходящие за рамки требований Единого Государственного Экзамена (ЕГЭ) по окончанию средней школы, но более широко и полно, как требуется человеку с высшим гуманитарным образованием. Таким образом, мы повышаем уровень знаний по естественным наукам, для будущих специалистов гуманитариев. Ведь все высшее образование по естествознанию, как правило, заканчивается курсом ЕНКМ. Для студентов естественных факультетов курс ЕНКМ завершает формирование целостной научной картины мира.

Многолетний опыт чтения курса показал его эффективность. Оказывается, даже студенты с гуманитарным мышлением запоминают формулы лучше, чем словесные формулировки. Особенно если они применяли их для решения практических задач. Ведь формулы короче словесных формулировок и позволяют непосредственно решать задачи. В то время как заученная словесная формулировка не обеспечивает решение простейших задач и быстро забывается. Такой метод открывает многим студента дорогу к естественным наукам, после многолетнего непонимания их в школе. Известное правило изучения естественных наук «Примеры, часто полезнее правил в изучении естественных наук» хорошо подтверждается нашим курсом.

1.2 Определения и термины для научных методов

Концепция от латинского (conception) – система принципов, взглядов, понимания процессов и явлений окружающего мира.

- единый определяющий замысел, ведущая мысль художественного произведения или научного труда.

Естествознание – система знаний о природе, отрасли наук изучающих окружающий мир как он есть, в его естественном состоянии. К естественным наукам относятся; физика, химия, биология, астрономия, науки о Земле, психология, технические и технологические науки. Математика является языком естественных наук, многие ее разделы созданы для описания проблем, задач и целых отраслей естествознания. В последние годы, благодаря появлению и повсеместному использованию компьютеров, математика также активно используется в гуманитарных науках.

Концепция естествознания – Результаты научных исследований, выраженные в виде научных теорий, законов, моделей, гипотез и эмпирических обобщений.

Культура – исторически определенный уровень развития человека и общества, выраженный в формах организации жизни и деятельности людей, в созданных материальных и духовных ценностях, уровень развития науки, техники и технологий.

Гуманитарные науки – обращены к человеческой личности, к правам и интересам человека, изучают общество. Это философия, история, экономика, юриспруденция, этика, искусствоведение, литературоведение, филология, социальные науки.

Метод (от греческого methods – путь исследования или познания) – совокупность приемов, действий, призванных помочь достижению желаемого результата.

Научный метод – это совокупность приемов и операций практического и теоретического познавания действительности.

В основе методов естествознания лежит единство его эмпирических и теоретических сторон, которые взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Эмпиризм (от греческого слова imperia – опыт) – философское учение, признающее человеческий опыт единственным источником знания; эмпирический – основанный на опыте.

Теория (от греческого theory – наблюдение, исследование) означает в науке:

1. обобщение опыта, общественной практики, отражающее объективные закономерности развития природы и общества;

2. совокупность обобщенных положений, образующих какую-либо науку или раздел ее.

К эмпирическим методам в естествознании относят: эксперимент, измерение, наблюдение, описание, сравнение.

Научные методы теоретического уровня исследований следующие:

1. формализация – построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности;

2. аксиоматизация – построение теории на основе аксиом, т.е. утверждений, не требующих доказательств;

3. гипотетико-дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Методы естествознания могут быть подразделены на следующие группы:

1. всеобщие методы, которые применяются во всех областях науки, других сферах человеческой деятельности;

2. конкретно-научные методы, применяемые в отдельных разделах науки.

Всеобщие методы:

1. анализ – разделение целостного предмета, явления на составные части: стороны, признаки, свойства или отношения с целью их всестороннего изучения;

2. синтез – соединение ранее выделенных частей предмета явления в единое целое;

3. абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств или отношений с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений изучаемого объекта для их детального исследования

4. обобщение – прием мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов;

5. индукция – метод исследования и способ рассуждения, в котором общий вывод строится на основе частных посылок;

6. дедукция – способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера;

7. аналогия – прием познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках;

8. моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), заменяющей оригинал в наших исследованиях, по свойствам, важным для исследования;

9. классификация – разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствие с каким-либо важным для исследования признаком;

10. исторический метод – воспроизводится история изучаемого объекта с учетом всех мельчайших деталей и случайностей;