Ю.В. Захаров, Е.Ю. Юшкова
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ
ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Красноярск
2012 г.
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»
Ю. В. Захаров, Е.Ю. Юшкова
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ
ИННОВАЦИОНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Утверждено редакционно-издательским советом СибГТУ в качестве учебного пособия
для студентов направления 080200.62 Менеджмент
профиль подготовки «Производственный менеджмент»
очной, очной сокращенной,
заочной и заочной сокращенной форм обучения
Красноярск
2012 г.
Введение
Инновации –
это перенос фундаментального знания
посредством прикладных технологий
в технологии производственные.
С. Витте
Дисциплина «Научные основы инновационных технологий» (НОИТ) входит в цикл математических и естественнонаучных дисциплин, изучаемых студентами направления «Менеджмент», профиль подготовки «Производственный менеджмент».
Основной целью изучения данной дисциплины является содействие становлению профессиональной компетентности бакалавра.
Задачи изучения дисциплины:
1. Формирование общекультурных компетенций, развитие культуры мышления, становление научного мировоззрения.
2. Изучение основных явлений и идей фундаментальных наук, овладение основными понятиями, законами и теориями классической и современной физики; химии и биологии.
3. Формирование профессиональных компетенций путем изучения методологии современного естествознания, ознакомления с перспективными инновационными технологиями и их запросами.
В результате изучения дисциплины студент должен
Знать: естественнонаучные основы современных технологий: научные методы познания природы, основные принципы механики, законы сохранения, физические поля, электрические и магнитные свойства веществ, оптические явления, колебания и волны, строение атома и атомного ядра, элементы современной химии и биотехнологии, равновесной и неравновесной термодинамики, синергетики;
Уметь: сопоставлять современные научные знания с запросами перспективных инновационных технологий;
Владеть: базовыми научными знаниями, необходимыми для практического применения в области современных инновационных технологий.
На первый взгляд может показаться, что естествознание, лежащее в основе современных наукоемких технологий, – ненужный груз для специалистов управления, экономики, руководителей предприятий и других подобного рода специалистов. Однако в настоящее время наука и, в первую очередь, естествознание, стало непосредственной производительной силой, а производство приобрело наукоемкий характер. Естественнонаучные разработки, внедренные в производство, приносят большую прибыль и становятся фактором конкуренции. Знания материальной сущности товаров, новейших технологий становятся неотъемлемой частью средств управления и деловой активности.
В наши дни поток нововведений резко возрос, продолжительность жизненного цикла массовой продукции сократилась до нескольких лет и даже месяцев. Скорость внедрения научных разработок становится определяющей силой конкуренции. Однако зачастую менеджеры недостаточно глубоко понимают естественнонаучные идеи и методы, на которых базируются новшества. Это тормозит внедрение инноваций, лишает руководителя возможности смело и эффективно управлять производством. Знание общих, наиболее фундаментальных законов, которым подчиняется окружающий нас мир, понимание связей между явлениями и законами, их описывающими, формирует у людей широкий кругозор, способность адаптироваться к любой ситуации. Чтобы вести активную трудовую деятельность в первой половине XXI века, отвечать на вызовы формирующихся новых общественных потребностей, быть успешным, выпускник вуза должен обладать достаточными естественнонаучными знаниями.
В 2006 году лидеры стран восьмерки подписали в Санкт-Петербурге документ «Образование для инновационных обществ XXI века». В нем объявлена совместная цель ведущих стран – формирование глобального инновационного общества. Главный приоритет – инновационная активность и деятельность от осознания потребности до продвижения полезных нововведений (инноваций) на рынок. Инновационное общество должно готовить граждан жить в условиях быстрых перемен и соответствовать потребностям глобальной экономики, основанной на знаниях. В документе говорится: «Мы будем добиваться внедрения высоких стандартов образования в области математики, естественных наук и инженерии, которые должны стать прочной основой глобального инновационного общества».
В экономике этого «общества знаний» главным капиталом становится человеческий капитал – объем знаний и уровень образования. Способность учиться становится определяющим фактором конкурентоспособности индивидуума и организаций. Изучение основ естествознания как нельзя лучше способствует развитию познавательной активности личности. Знакомство с методологией современного естествознания формирует главную компетенцию любого специалиста: способность к системному мышлению.
Необходимость знакомства с современными технологиями и их теоретической основой – естествознанием обусловлена и экологической целесообразностью. Активное вмешательство человека в природу, интенсивное техногенное развитие может привести человечество к экологическому кризису, поставить его на грань катастрофы. Эффективная охрана природы и рациональное природопользование возможно только на естественнонаучной основе.
Учебное пособие по курсу «Научные основы инновационных технологий» предназначено для студентов очной и заочной форм обучения. Пособие призвано помочь студенту усвоить основные положения современного естествознания, познакомиться с его методологией и позиционировать естествознание как основу инновационных технологий. Освоение дисциплины НОИТ способствует формированию следующих общекультурных (ОК) и профессиональных компетенций (ПК) бакалавра:
знание и понимание законов развития природы, общества и мышления и умение оперировать этими знаниями в профессиональной деятельности (ОК-2);
владение методами количественного анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-15);
готовность участвовать во внедрении технологических и продуктовых инноваций (ПК-21).
Модуль 1 Научные методы познания природы
1.1 Наука – часть общечеловеческой культуры
1.1.1 Наука. Гуманитарное и естественнонаучное знание
Впервые термин “культура” (cultura) употребил Цицерон (ок.45 г. до н.э.), противопоставляя ему термин природа (natura).В понятии “культура” закрепляется отличие человеческой жизнедеятельности от других форм биологической жизни. Культура представлена в продуктах материального и духовного труда, системе социальных норм и учреждений, духовных ценностей, совокупности отношений людей в различных социумах.
Одной из форм культуры является наука. В общем понимании наука – это система сознания и деятельности людей, направленная на достижение объективных знаний и систематизацию доступной человеку и обществу информации.
Как известно, человек выделился из животного мира около 2 млн. лет назад. Именно тогда возникли элементы исходной “преднаучной” деятельности, связанной с приобретением и передачей практически значимого знания. В определенном смысле, наука возникла еще в каменном веке как опыт практической деятельности людей. В Древней Греции наука ярко проявилась как специфический род деятельности ученых-одиночек и как форма общественного сознания. В XVII веке наука стала полноценным социально-духовным образованием, социальным институтом. Со второй половины ХХ века о науке можно говорить как о непосредственной производительной силе.
Современная наука охватывает огромную область знания. В настоящее время насчитывается около 15 тысяч различных дисциплин; научная информация в наше время удваивается за 10 – 15 лет. В мире издается несколько сотен тысяч научных журналов (10 тыс. в 1900 г.); 90% всех важнейших научно-технических достижений приходится на XX век; число ученых по профессии достигает 5 млн. человек; 90% ученых, живших когда-либо на Земле, – наши современники.
Современная наука имеет очень сложную организацию, классифицировать научные дисциплины можно по различным признакам. Основным связующим звеном между различными науками является человек.
Знание, накопленное человечеством об окружающем мире и о себе самом, огромно и многообразно. Это многообразие принято подразделять на знание естественнонаучное и знание гуманитарное.
Основу естественнонаучного знания составляют естественные науки (науки о природе): математика, физика, химия, биология, астрономия, геология и др.
Гуманитарное знание охватывает сферу сознания и духовной деятельности. Основу гуманитарного знания составляют право, философия, этика, эстетика, искусство, литература, религия и т.д.
Различия естественнонаучного и гуманитарного знаний в первую очередь связаны с объектом исследования. Естественные науки изучают явления и законы природы – от атомов и элементарных частиц до галактик и Вселенной в целом. Объектом изучения гуманитарных наук является сам субъект познания.
На естественнонаучные и гуманитарные науки оказывает влияние существующая на данный исторический период система человеческих ценностей. Однако это влияние различно. Знания о природе отличаются высокой степенью объективности и представляют собой наиболее достоверный слой массива человеческого знания. Специфика гуманитарного знания состоит в том, что оно активизируется исходя из принадлежности индивида к определенной социальной группе. Гуманитарное знание в большей степени, чем естественнонаучное, связано с идеологией. При этом не исключается возможность толкований, противоречащих реальным свойствам объектов. В гуманитарном знании неизбежны различные варианты осмысления и оценки одних и тех же явлений. Естественнонаучное знание во многом исключает субъективизм ученого.
Еще недавно в обществе много говорили о нарастающей пропасти между двумя культурами, развивался конфликт “физиков” и “лириков”. Идеологической основой конфликта стала известная лекция английского физика и писателя Ч. Сноу “Две культуры и научная революция” (Кембридж, 1959). Главная мысль лекции сводилась к утверждению, что между традиционной гуманитарной культурой европейского Запада и «научной культурой» − производной от научно-технического прогресса XX века с каждым годом растет катастрофический разрыв. Представители этих двух все более изолированных областей культуры все в меньшей степени способны понять друг друга. Разногласия между этими сферами знания по ряду ключевых вопросов (например, этическим аспектам научного поиска) вызываются, по мысли Сноу, тем, что и естественники и гуманитарии, как правило, плохо разбираются в чужой области знания. Это приводит к выдвижению неоправданных претензий на монопольное обладание истиной. Вражда двух культур в конечном итоге может привести к гибели человеческой культуры в целом. Корни проблемы Сноу видел, в том числе, и в сложившейся излишне специализированной системе образования.
На самом деле объективной пропасти между естественнонаучной и гуманитарной культурами нет, они имеют единую антропную основу. Человек, являясь частью природы, одновременно является и социальным существом, в нем неразрывно связано природное и общественное. На формирование целостного мировоззрения оказывают влияние как естественнонаучные, так и гуманитарные знания. Само деление дисциплин на естественнонаучные и гуманитарные зачастую провести невозможно, многие дисциплины являются комплексными (экономическая география, социальная экология и др.).
Сближение науки и гуманитарных областей объективно и закономерно. Не случайно методология естественных наук всегда включает в себя элементы гуманитарного знания (красота, внутренняя гармония теории), а в гуманитарные дисциплины все глубже проникают естественнонаучные идеи и методы.
Перед наукой XXI века стоят социально-ориентированные задачи, связанные с решением проблем роста уровня и качества жизни, сохранением и улучшением среды обитания, выяснением физических и духовных возможностей человека. Для продуктивного решения этих задач, с одной стороны, необходима гуманизация науки, а с другой – широкое распространение естественнонаучных знаний среди специалистов гуманитарного профиля.