1142

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

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

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Методические указания по организации самостоятельной работы студентов по направлениям:

250100 – Лесное дело,

022000 - Экология и природопользование, 05.03.06 - Экология и природопользование уровень - бакалавриат

Воронеж – 2015

1

УДК

Чекменева Ю.В., Попова А.А. Концепции современного естествознания [Текст]: метод. указания по организации самостоятельной работы для студентов по направлению 250100 – Лесное дело, 022000 - Экология и природопользование, 05.03.06 - Экология и природопользование / Ю.В.Чекменева, А.А.Попова; Министерство образования и науки, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2015. - 20с.

Печатается по решению ………..

Методические указания составлены в соответствии направлением подготовки бакалавра 250100 – Лесное дело и 05.03.06 - Экология и природопользование

Рецензент кандидат биологических наук, заместитель директора ВНИИЛГИСбиотех А.Н.Одинцов.

Научный редактор ….

2

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

«Концепции современного естествознания» - общеобразовательная дисциплина, которая посвящена изучению вопросов естественнонаучного познания окружающего мира, фундаментальных концепций, принципов и законов природы. Она является интегральным курсом, основанном на синтезе всех естественных наук, который формирует целостные научные представления о естественной картине мира.

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

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 и др.

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

-освоить методы и принципы, используемые в современном естествознании, на базе которых формируется объективный и системный взгляд на окружающую среду.

3

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Студент по результатам освоения дисциплины «Концепции современного естествознания» должен знать:

- основные этапы развития естествознания; особенности современного естествознания;

-физические концепции в познании природы; об иерархии структурных элементов материи от микродо макро- и мегамира;

-о взаимодействии физических, химических и биологических процессов;

-о процессах и явлениях, происходящих в живой и неживой природе; влиянии хозяйственной деятельности на природную среду;

-о принципах эволюции, о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы, о сообществах организмов, экосистемах, о месте человека в эволюции Земли, о ноосфере.

-об общности и особенностях действия основных законов природы;

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

-уметь 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;

-обладать способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения.

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Естествознание и его структура. Понятие о науке.

Характеристика научного познания. Критерии и принципы научности. Понятие о науке, научном методе, структуре научного познания. Общенаучные подходы и принципы: системность, глобальный эволюционизм, синергетика, теория самоорганизации. Этапы развития естествознания.

2.Физические концепции описания природы. Механическая,

электромагнитная, квантово-полевая и современная картины мира. Основные закономерности и принципы. Уровни строения материи: микро-, макро- и мегамир.

Основные типы взаимодействия: гравитационное, электро-магнитное, слабое и сильное. Современные концепции пространства и времени.

3.Космологические концепции Вселенной. Космология.

Космологические модели Вселенной. Происхождение Вселенной - концепция Большого взрыва. Возникновение и структура Солнечной системы. Образование Земли. Геологическое строение планеты.

4

4.Концепции познания в химии. Предмет химии как науки.

Концептуальные системы химии: учение о составе вещества, структурная химия, учение о химических процессах, эволюционная химия.

5.Концепции биологии. Предмет биологии. Этапы развития. Клетка – фундаментальная частица в биологии. Клеточная теория. Структурные уровни организации жизни.

6.Основные эволюционные учения. Сущность живого. Основные концепции происхождения жизни. Концепции эволюции форм жизни. Основные эволюционные учения. Классическая теория биологической эволюции: теория эволюции Ламарка и теория Дарвина и ее противоречия. Синтетическая теория биологической эволюции.

7.Биосфера. Ноосфера. Человек. Учение В.И.Вернадского о биосфере. Вещественная структура биосферы. Основные аспекты существования жизни на Земле. Человек и биосфера. Влияние человека на природу. Техносфера. Ноосфера. Глобальные экологические проблемы.

8.Человек как предмет естественнонаучного познания. Концепции происхождения человека. Стадии антропогенеза. Сходство и отличия человека и животных. Биологическое и социальное в человеке. Индивид и личность. Феномен человеческого сознания. Здоровье человека и демографические проблемы.

5

4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ПО РАЗДЕЛАМ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Естествознание и его структура. Понятие о науке Наука в контексте культуры. наука как часть культуры

1. Какова структура естественнонаучного познания?

2. В чем главные отличия естественных и гуманитарных наук?

3. По каким критериям естественнонаучная культура нуждается в содействии культуры гуманитарной?

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

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

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

7.Чем отличаются фундаментальные и прикладные научные знания?

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

9. Охарактеризуйте основные этические ценности мира науки.

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

11. Что представляет собой научная картина мира?

Уровни и формы научного познания

12. Чем отличаются эмпирический и теоретический уровни научного познания? Какую роль играет каждый из этих уровней в научном познании? 13. В чем заключается взаимосвязь эмпирического и теоретического уровня познания? Что является результатом этих уровней?

14. Что такое гипотеза?

15.Что такое научный метод?

16.Каковы основные общенаучные методы познания?

17.Перечислите методы эмпирического уровня познания. Каковы главные отличия перечисленных методов: наблюдение, измерение, эксперимент?

18.Какие методы относятся к теоретическому уровню познания? Чем индукция отличается от дедукции, мысленный эксперимент от моделирования?

19. Каковы границы действенности научного метода? Чем они определяются?

Общенаучные подходы

20. Что понимается под системным подходом в естествознании? Каковы основные свойства системы?

6

21. В чем суть принципа глобального эволюционизма? Как он проявляется? 22. В чем суть идеи самоорганизации материи?

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

24. Перечислите принципиальные особенности современной естественнонаучной картины мира.

Этапы развития естествознания

25. Что является предметом изучения естествознания?

26. Какая наука является фундаментом всех естественных наук? Какие науки входят в структуру естествознания?

27. Какие этапы проходит естествознание в своем развитии?

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

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

30. Какие положения отличают физику Аристотеля?

31. Что такое геоцентрическая и гелиоцентрическая модели устройства мира? 32. Почему время от времени происходит радикальное изменение естественнонаучной картины мира?

33. Что такое научная революция? С чего она обычно начинается, чем сопровождается и чем заканчивается?

34. В чем состоят особенности революции естествознания в конце XIX — начале XX в.?

35. В чем изменились взгляды на природу в связи с исследованием процессов в микромире?

36. Каковы основополагающие концепции современной картины мира?

Раздел 2. Физические концепции описания природы.

1.В чем суть системного подхода к строению материи?

2.Раскройте взаимосвязь микро-, макро- и мегамиров.

3. Выделите основные структурные уровни организации материи в микромире и дайте им характеристику.

4. Выделите основные структурные уровни организации материи в микромире и дайте им характеристику.

5. Определите основные структурные уровни организации материи в мегамире и дайте им характеристику.

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

7

7. Какие характерные черты имеют материя, движение, взаимодействие, пространство и время в механистической, электромагнитной, квантовополевой и современной научной картине мира?

8. Что понимается под близкодействием и дальнодействием? 9. Что означает понятие «корпускулярно-волновой дуализм»?

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

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

12. Какие принципы являются основными в физике?

13.Как классифицирует современная наука элементарные частицы?

14. Что означает понятие "кварк"?

15. Какие четыре вида взаимодействий существуют с точки зрения физики? 16.Основные концепции теории Великого объединения и Суперобъединения. 17. Какие представления о пространстве и времени стали определяющими в специальной теории относительности А.Эйнштейна?

18.Перечислите основные постулаты Положения общей теории относительности.

19. Что такое пустота или вакуум, как менялись взгляды на него?

Раздел 3. Космологические концепции Вселенной.

Космологические модели Вселенной. Происхождение Вселенной

1. Чем отличается космология, космогония, астрономия, астрофизика, космонавтика?

2. На какую физическую теорию опирается современная космология?

3. На какие экспериментальные данные опирается современная космология? 4. Какие модели Вселенной разработаны в современной космологии?

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

6. Что собой представляет классическая космологическая модель Вселенной? 7. Что означают фотометрический, термодинамический и гравитационный космологические парадоксы?

8. В чем суть расширяющейся модели Вселенной?

9. Когда по стандартной модели произошел «Большой Взрыв»? Основные этапы происхождения Вселенной.

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

11. Какими наблюдениями подтверждается расширение Вселенной?

12. Какова структура Вселенной?

8

13. В чем смысл антропного космологического принципа?

Возникновение и структура Солнечной системы

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

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

16. На какие этапы разделяют эволюцию Земли?

17. Как сформировались атмосфера, гидросфера и биосфера Земли? 18. Какие солнечно-земные связи известны?

19. Какое значение имеет парадигма самоорганизации материи?

Раздел 4. Концепции познания в химии.

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

2. От каких факторов зависят свойства веществ?

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

4. Какие элементы называют органогенами и почему?

5. 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 5. Концепции биологии.

1.Что изучает биология? Какова структура комплекса биологических наук?

2.Укажите основные признаки живого, раскройте его сущность.

3.Основные гипотезы происхождения живой материи. В чем особенности креационистской и эволюционистской теорий происхождения жизни?.

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

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

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

7.Какой уровень организации называется популяционным и чем он отличается от онтогенетического?

8.В чем состоит разница между биоценозами и биогеоценозами?

9

9. Охарактеризуйте теорию Опарина — Холдейна.

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

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

12. Можно ли отнести вирусы к живым организмам? Обоснуйте ответ.

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

14. Какую функцию выполняет молекула ДНК?

15. Как осуществляется процесс воспроизведения информации, хранимой в ДНК?

16. Кто и когда раскрыл структуру носителя наследственности?

17. Каковы современные естественно-научные представления о сущности жизни?

18. Что является предметом исследования генной инженерии?

19. Чем отличается молекулярная структура живых систем от неживых? 20. Какие основные способы питания существуют в живой природе? 21. Какое воздействие сложность трофических связей оказывает на устойчивость и жизнеспособность живых систем?

Раздел 6. Основные эволюционные учения.

1. Каковы основные принципы биологической эволюции? Механизмы их действия.

2. Сформулируйте основные принципы учения Ч. Дарвина об эволюции. В чем заключается главный недостаток его теории?

3. Чем отличается синтетическая теория эволюции от дарвиновской? 4. Основные положения синтетической теории эволюции.

5. В чем проявляется синтез классического дарвинизма с новейшими достижениями генетики?

6. Что изучает генетика? Каковы причины ее быстрого развития в XX-XXI вв.?

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

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

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

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

10. Перечислите основные факторы и движущие силы эволюции.

10