Федеральное агентство по образованию

государственное образовательное учреждение

высшего образования

Тульский государственный университет

И.Ю.Канунникова

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Методические указания и контрольные задания

Учебное пособие

Тула – 2016

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина "Концепции современного естествознания" ставит целью формирование у студентов понимания основных принципов современного естествознания, истории естествознания и его методов, тесной взаимосвязи различных областей естественных наук, роли естествознания в развитии культуры и общества. Важной целью курса является представление естествознания в непрерывном развитии и преодолении неопределенностей и противоречий, создание у студентов заинтересованности в непрерывном углублении своих знаний и в расширении кругозора.

Выписка из государственного стандарта

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.

В результате изучения дисциплины студент должен получить представление об основной естественнонаучной терминологии, основных этапах развития естествознания, об общности и особенностях действия основных законов, управляющих мирозданием во всех формах его проявления.

Изучение дисциплины базируется на знаниях, приобретенных студентами в школе, которые закрепляются, углубляются и расширяются с формированием у студентов активного стиля мышления и устойчивой направленности на постоянное самообучение и самовоспитание. Полученные знания и навыки реализуются и получают развитие в процессе дальнейшего обучения и последующей трудовой деятельности.

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

• Отличие научного мышления от других типов мышлений;

• Общенаучные методы познания;

• Историю возникновения и основные концепции естественно-научных картин мира.

Уметь:

• Понимать тексты естественнонаучного содержания;

• Применять естественнонаучные понятия и концепции в собственной экспертно-аналитической и исследовательской практике;

Подготавливать справочно-презентационный материал научно-популярного характера.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Дисциплина «Концепции современного естествознания» входит в цикл «Общематематических и естественнонаучных дисциплин» Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования РФ. Изучение дисциплины закладывает основы общенаучного фундамента будущего специалиста широкого профиля.

Знания и навыки, полученные при изучении дисциплины, значительно повышают эффективность учебного процесса в целом и дают возможность студентам осваивать последующие дисциплины учебного плана на качественно более высоком уровне.

Согласно Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника предполагают, что в результате изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» формируются представления:

• о вселенной в целом и её эволюции;

• о современных представлениях на возникновение жизни и её эволюции;

• о фундаментальном единстве естественных наук; незавершенности естествознания и возможности его дальнейшего развития;

• о дискретности и непрерывности в природе;

• о динамических и статистических закономерностях в природе;

• о вероятности как объективной характеристике природных систем;

• об индивидуальном и коллективном поведении объектов в природе.

В ходе изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» должны быть сформированы знания и умения использовать представления:

• об основных этапах развития естествознания, особенностях современного естествознания;

• о концепциях пространства и времени;

• о принципах симметрии и законах сохранения;

• о корпускулярной и континуальной традициях в описании природы;

• о динамических и статистических закономерностях в естествознании;

• о самоорганизации в живой и неживой природе;

• об иерархии структурных элементов материи от микро- до макро- и мегамира ;

• о взаимоотношении теоретического и экспериментального исследования в естествознании;

В содержании программы учтены дидактические единицы, приведенные в стандарте.

3. Содержание дисциплины

3.1 Содержание разделов дисциплины.

Введение

1. Наука и её роль в жизни общества

   1. Соотношение науки, философии и религии

   2. Структура науки и ее функции

   3. Критерии научности знания

   4. Естественнонаучная и гуманитарная культуры

2. Методы научного познания. Развитие научного знания

   1. Научный метод

   2. Законы науки

   3. Развитие научного знания

   4. Специфика научных революций

   5. Информационно–компьютерная революция

   6. Проблемы и методы современных естественных наук. Методы математического моделирования в современном естествознании и экологии

3. История естествознания

   1. Начало науки. Античная наука

   2. Первые научные программы античности

   3. Формирование основ естествознания в эпоху Средневековья и Возрождения

   4. Становление классической науки

   5. Наука XIX века

   6. Панорама современного естествознания и тенденции его развития

4. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Структурные уровни организации материи

   1. Структурность и системность материи

   2. Корпускулярно–волновой дуализм

   3. Поле и вещество

   4. Классификация элементарных частиц. Фермионы и бозоны

   5. Порядок и беспорядок в природе. Хаос

   6. Микро–, макро– и мегамиры

5. Физическое взаимодействие

   1. Проблемы учения о взаимодействии и движении. Теории дальнодействия и близкодействия

   2. Общая характеристика физических взаимодействий

   3. Гравитационное взаимодействие

   4. Электромагнитное взаимодействие

   5. Сильное взаимодействие

   6. Слабое взаимодействие

   7. Теории большого объединения и суперобъединения

6. Пространство и время

   1. Обыденное восприятие пространства и времени

   2. Пространство и время в античной картине мира

   3. Основные концепции пространства и времени в классической физике

      1. Концепция Ньютона

      2. Концепция Лейбница

   4. Элементы специальной теории относительности

   5. Основы общей теории относительности

      1. Принцип эквивалентности и понятие о кривизне пространства–времени

      2. Вращение перигелия планет

      3. Искривление световых лучей

      4. Гравитационное красное смещение

   6. Единство и многообразие свойств пространства и времени

7. Детерминизм и причинность в современной физике. Динамические и статистические закономерности в природе

   1. Динамические законы и теории и механический детерминизм

   2. Статистические законы и теории и вероятностный детерминизм

   3. Соотношение динамических и статистических законов