778

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

ЕСТЕСТВЕННАЯ КАРТИНА МИРА

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлениям подготовки:

35.03.01 – Лесное дело, 022000.62 - Экология и природопользование,

Воронеж – 2016

1

УДК 5

Чекменева Ю. В. Естественная картина мира [Электронный ресурс]: метод. указания для самостоятельной работы студентов по направлениям подготовки: 35.03.01 – Лесное дело, 022000.62 - Экология и природопользование / Ю. В. Чекменева, А. А. Попова; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. - 16 с.

Печатается по решению учебно-методического совета (протокол № __ от

____2016 г).

Рецензент кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники и микологии ФГБОУ ВО ВГУ А.И.Кирик

2

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

3

Дисциплина «Естественная картина мира» формирует системное и обобщенное знание о законах природы по основным отраслям современного естествознания.

В результате изучения дисциплины студенты должны иметь представление о месте естественных наук в системе научного познания, а так же о теоретико-познавательных основах естественнонаучных исследований и их отличительных особенностях;

-знать концептуальные основы современной панорамы естествознания (по базовым отраслям системы научного знания о природе);

-уметь анализировать природные явления с рационалистических позиций естественнонаучного подхода и выявлять основные тенденции развития современной естественнонаучной картины мира;

-иметь навык самостоятельной работы с научной литературой по различным областям истории и методологии естествознания, а так же уметь составлять реферативные обзоры по актуальным междисциплинарным проблемам развития естественнонаучного знания.

Цель дисциплины - сформировать целостный взгляд на окружающий мир и понимание основных принципов современного естествознания, истории естествознания и его методов, тесной взаимосвязи различных областей естественных наук.

1.2 Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

-ознакомить студентов с основными концепциями в области физики, химии, биологии и других естественных наук и их тесной взаимосвязи; с важнейшими школами и направлениями современного естествознания;

-создать научную основу для изучения специальных дисциплин: дендрологии, физиологии растений, лесной геоботанике и др.

-изучить историю естествознания и его методов, роль естествознания в развитии культуры и общества;

-освоить методы и принципы: системный подход, глобальный эволюционизм, синергетику, на базе которых формируется объективный и системный взгляд на окружающую среду.

2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Студент по результатам освоения дисциплины "Естественная картина мира" должен:

-знать о взаимодействии физических, химических и биологических процессов; о принципах эволюции, о биологической многообразии, его роли

всохранении устойчивости биосферы, о сообществах организмов, экосистемах, о месте человека в эволюции Земли, о ноосфере;

-уметь: пользоваться естественно-научной терминологией, определять сущность явлений природы, их законы и предсказывать новые явления;

4

проводить исследования состояния лесных и урбоэкосистем, анализировать состояние и динамику качества объектов лесного хозяйства, прогнозировать процессы и явления в лесном хозяйстве;

- владеть: основными положениями и общенаучными методами при решении профессиональных задач;

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Современная научная картина мира. Логика и закономерности развития науки.

Общие модели развития науки. Концепция развития науки Т.Куна – смена парадигм в развитии науки не является однозначно детерминированным процессом, т.е. не носит линейного характера; И. Лакатоса – исторические непрерывное развитие науки представляет собой конкуренцию научно-исследовательских программ, которые имеют определенную структуру. Понятие научной революции. Единство процессов дифференциации, интеграции и математизации научного знания.

Раздел 2. Основные этапы становления современной естественно-

научной картины мира. Система мира античных философов (Гераклит Эфесский, Пифагор Самосский, Евдокс Книдский, математическая программа Пифагора – Платона; атомистическая физическая программа Демокрита – Эпикура и др.)

Геоцентрическая и гелиоцентристская системы строения мира. Принципиальные особенности современной естественно-научной

картины мира: системность, глобальный эволюционизм, теория самоорганизации, синергетика.

Раздел 3. Физические концепции описания природы. Понятие физической картины мира. Основные фундаментальные понятия: материя, движение, пространство, время, взаимодействие.

Современная картина мира, ее характерные особенности. Динамические и статистические законы. Принципы современной

физики.

Раздел 4. Характер естественно-научных закономерностей природы. Детерменизм процессов природы. Детерменизм в тепловых процессах природы. Концепции энтропии. Энергия и ее проявление в природе. Законы сохранения в природе. Концепции симметрии.

Раздел 5. Происхождение и эволюция Вселенной. Космологические модели Вселенной. Понятие о классической полицентрической модели Вселенной – Вселенная считается бесконечной в пространстве и времени, т.е. вечной. Основные космологические парадоксы: фотометрический, гравитационный, термодинамический. Релятивистская модель Вселенной (А.Эйнштейнт, 1917г); модель расширяющейся Вселенной.

«Большой взрыв» и расширяющаяся Вселенная (Г.А.Гамов, 1948г). Происхождение планет Солнечной системы. Происхождение и эволюция

5

Земли. Геологическое строение планеты. Геосферы Земли: ядро, мантия, литосфера, гидросфера, атмосфера, магнитосфера.

Раздел 6. Концептуальные уровни развития химии. Концепции познания в химии. Учение о составе вещества. Структурная химия. Учение о химических процессах. Эволюционная химия. Стадии химической эволюции. Понятие элементов-органогенов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера.

Раздел 7. Биологические концепции структурных уровней жизни.

Сущность живого и его основные признаки: наличие метаболизма или обмена веществ; способность к передаче наследственной информации и самовоспроизведению; изменчивость под воздействием мутаций или мутабельность.

Становление биологического знания - этапы развития биологии. Структурные уровни организации жизни. Клетка – фундаментальная частица в биологии. Механизм управления клеткой. Ген и его свойства. Мутации и мутабельность, мутагены. Главные направления исследований в генетике. Расшифровка структуры ДНК.

Раздел 8. Возникновение и эволюция жизни. Основные концепции происхождения жизни.

Синтетическая теория биологической эволюции – теория эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. (положения А.Вайсмана).

Концепция номогенеза Л.С.Берга, согласно которой развитие протекает по определенным внутренним законам, которые не могут быть сведены к воздействию только внешней среды, как полагал Ч.Дарвин.

Раздел 9. Учение о Биосфере. Учение В.И.Вернадского о биосфере. Человек и биосфера. Влияние человека на природу. Техносфера.

Ноосфера. Глобальные экологические проблемы человечества. Охрана окружающей среды. Рациональное природопользование.

Раздел 10. Антропологические концепции естествознания.

Концепции происхождения человека. Стадии антропогенеза. Биологическое и социальное в человека. Индивид и личность. Здоровье человека и демографические проблемы.

6

4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ПО РАЗДЕЛАМ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Современная научная картина мира. Логика и закономерности развития науки.

1.Наука и ее характерные черты?

2.В чем главные отличия естественных и гуманитарных наук?

3.В чем конкретно сегодня проявляются единство и взаимосвязь естественнонаучной и гуманитарной культур?

4.Каковы отличительные особенности научного знания? Каковы основные критерии и принципы научности?

5.В чем суть принципа фальсификации? Как он работает?

6. В чем заключается необходимость выработки особых этических требований к деятельности ученого?

7. Какие дополнительные этические требования к деятельности ученых возникли в связи с современными успехами естествознания?

8. Что представляет собой научная картина мира?

Общенаучные подходы.

9. Что понимается под системным подходом в современной картине мира? Каковы основные свойства системы?

10. В чем суть принципа глобального эволюционизма? Как он проявляется? 11. В чем суть идеи самоорганизации материи?

12. Опишите основные идеи синергетики. В чем заключается новизна синергетического подхода? Что означает точка бифуркации?

13. Перечислите принципиальные особенности современной естественнонаучной картины мира.

Раздел 2. Основные этапы становления современной естественнонаучной картины мира.

1. Какие этапы проходит естествознание в своем развитии?

2. Какие представления о мире были в древности и античности?

3. Назовите основные принципы атомистического учения о природе, обоснованные Демокритом.

4. Какие положения отличают физику Аристотеля?

5. Что такое геоцентрическая и гелиоцентрическая модели устройства мира? 6. Почему время от времени происходит радикальное изменение естественнонаучной картины мира?

7. Каковы основополагающие концепции современной картины мира?

7

Раздел 3. Физические концепции описания природы.

1.Какие характерные черты в современной научной картине мира имеют материя, движение, взаимодействие, пространство и время?

2.Какие представления о веществе и поле как видах материи были выработаны в рамках классической физики?

3.Что означает понятие «корпускулярно-волновой дуализм»?

4.Что означает понятие «физический вакуум»? Какова его роль в эволюции материи?

5.В чем отличие между динамическими и статистическими законами в физике?

6.Как классифицирует современная наука элементарные частицы?

7.Основные концепции теории Великого объединения и Суперобъединения.

8.Какие представления о пространстве и времени стали определяющими в специальной теории относительности А. Эйнштейна?

Раздел 4. Характер естественно-научных закономерностей природы.

1.Что означает термин - детерменизм?

2.Охарактеризуйте природные процессы, которые подчиняются принципу детерменизма.

3.Детерменизм в тепловых процессах природы. Концепции энтропии.

4.Энергия и ее проявление в природе.

5.Законы сохранения в природе.

6.Концепции симметрии в физике.

7.Роль симметрии и асимметрии в природе.

Раздел 5. Происхождение и эволюция Вселенной.

1. Какие модели Вселенной разработаны в современной научной картине мира?

2. Дайте характеристику основным этапам эволюции Вселенной с точки зрения современной науки.

3. Что означают фотометрический, термодинамический и гравитационный космологические парадоксы?

4. Какое значение для формирования научного мировоззрения имеют открытия в космологии?

5. Какими наблюдениями подтверждается расширение Вселенной?

6. Какова структура Вселенной?

7. В чем смысл антропного космологического принципа?

8. Какие гипотезы происхождения планет вам известны? Какие закономерности движения планет солнечной системы они объясняют?

8

9. Какие общие особенности планет солнечной системы свидетельствуют о едином происхождении планет?

Раздел 6. Концептуальные уровни развития химии.

1.Основные этапы развития химии как науки. Что такое концептуальные системы химии?

2.Кто явился основоположником системного подхода в развитии химических знаний? Какую систему он построил?

4. Каковы потенциальные возможности химии?

6. Что такое катализаторы?

7. Какие химические соединения — составные части живого появились в результате химической эволюции?

8. Основные этапы химической эволюции.

Раздел 7. Биологические концепции структурных уровней жизни.

1.Каковы основные этапы становления феномена жизни в свете современной концепции универсальной эволюции?

2.Перечислите основные уровни живого, покажите особенности каждого из них. На каком основании выделяются различные уровни? В чем выражается эмергентное (аддитивное) свойство?

3.Опишите структуру и разъясните функции клетки как основы всего живого. В чем состоит особая роль генетических структур?

4.В чем состоит разница между биоценозами и биогеоценозами?

5.В чем заключается сущность системного подхода А. И. Опарина в объяснении происхождения жизни на Земле?

6.В какой форме, характерной для самоорганизации вещества, произошел переход к простейшей клетке?

7.Можно ли отнести вирусы к живым организмам?

8.Каково назначение белков в организме? Чем определяется разнообразие белков?

9.Какую функцию выполняет молекула ДНК? Как осуществляется процесс воспроизведения информации, хранимой в ДНК?

10.Что является предметом исследования генной инженерии?

11.Какие основные способы питания существуют в живой природе?

12.Какое воздействие оказывает сложность трофических связей на устойчивость и жизнеспособность живых систем?

9

Раздел 8. Возникновение и эволюция жизни.

1.Чем отличается синтетическая теория эволюции от дарвиновской?Основные положения синтетической теории эволюции.

2. Охарактеризуйте структуру и функции генов. Каково значение генетики для практики?

3. Какую роль играют молекулы ДНК в передаче наследственности и как был расшифрован генетический код?

4. Что такое мутации и мутагены? Назовите виды мутаций.

5. Какие проблемы изучает биоэтика? Какие существуют возможные пути решения биоэтических проблем?

6. Перечислите основные факторы и движущие силы эволюции. 7. Каков механизм генетической эволюции?

8. С чем связан биологический прогресс? Что такое ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация?

9. Чем отличается макроэволюция от микроэлюции?

10. Назовите факторы направленной биологической эволюции.

Раздел 9. Учение о Биосфере.

1.В чем сущность учения В.И. Вернадского о биосфере? Что включает В. И.

2.Каков характер эволюции и развития биосферы?

3. На каких принципах основывается учение о биосфере Вернадского? 4. Почему солнечная энергия служит источником функционирования и развития экосистем?

5. Какова специфика человека как феномена природы?

6. Что такое техносфера? Какова ее роль в эволюции биосферы?

7. В чем проявляется противоречивый характер взаимоотношений между природой и человеком?

8. Каково содержание глобальных экологических проблем современности? Каковы их причины и пути решения? Назовите и охарактеризуйте особенности экологических проблем в современной России.

9. На какие особенности развития мира указывает концепция универсального эволюционизма? Какая роль данной концепцией отводится человеку?

10. Дайте краткую характеристику трансформации биосферы в ноосферу.

11. В чем выражается взаимное влияние космоса и Земли? Что характерного подметили в этих взаимоотношениях представители русского космизма?

12. В чем заключается гипотеза о космическом воздействии на биосферу, приводившем к нарушению эволюционного процесса?

13. Объясните важность и практическую значимость утверждения: сберегая энергию, мы сохраним природную среду нашего обитания. Перспективные

10