Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского»
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
Методические рекомендации
Направление подготовки 050100.62 «Педагогическое образование» Профиль (и) подготовки «Физическое образование», «Технологическое об-
разование»; «Математическое образование», «Информатика и информационные технологии в образовании», «Образование в области иностранного языка»
Квалификация (степень) выпускника – бакалавр
Ярославль
2014
УДК 5 |
Печатается по решению |
ББК 20 |
редакционно-издательского |
Е 86 |
совета ЯГПУ |
|
им. К. Д. Ушинского |
Рецензент:
доктор педагогических наук, профессор, заведующая кафедрой физики и информационных технологий
И. А. Иродова
Е86 Естественнонаучная картина мира: методические рекомен-
дации / сост. В. Н. Колескин. – Ярославль : РИО ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2014. – 15 с.
Вметодических рекомендациях приведены планы лекций и семинарских занятий по читаемому курсу. К каждому семинарскому занятию дан список вопросов для подготовки и перечень используемой литературы. Приведены темы для рефератов и вопросы для самостоятельной подготовки к зачету.
Методические рекомендации предназначены для студентов физикоматематического факультета.
УДК 5 ББК 20
Составитель:
кандидат технических наук, доцент кафедры физики и информационных технологий В. Н. Колескин
©ФГБОУВПО«Ярославский государственныйпедагогическийуниверситет им. К. Д. Ушинского», 2014
©В.Н.Колескин, составление, 2014
Оглавление |
|
Введение..................................................................................... |
4 |
План лекций............................................................................... |
5 |
Литература................................................................................. |
9 |
План проведения практических занятий................................. |
11 |
Темы рефератов ....................................................................... |
14 |
Вопросы для самостоятельной подготовки к зачету............... |
14 |
Критерии выставления зачета ................................................. |
15 |
3
ВВЕДЕНИЕ
Воснове новой образовательной парадигмы лежат фундаментальность и целостность образования, ориентация на достижение качественно нового уровня образованности личности и общества. Фундаментальность образования подразумевает переход от подготовки узкого специалиста к подготовке широко образованной личности, знания которой основаны на фундаментальных достижениях естественных и гуманитарных наук.
При изучении дисциплины «Естественнонаучная картина мира» предлагается панорама наиболее универсальных законов современного естествознания,демонстрируется специфика методов познанияокружающегомира.
Изучение этой дисциплины (ЕНКМ) преследует цель ознакомления студентов с одним из неотъемлемых компонентов единой культуры (естествознанием) и формирования целостного взгляда на окружающий мир. Возникающая сегодня тенденция к гармоничному синтезу различных компонентов культуры созвучна потребности общества в целостном мировоззрении и подчеркиваетактуальность предлагаемой дисциплины.
Данная дисциплина является продуктом междисциплинарного синтеза на основе комплексного историко-философского, культурологического и эволюционногоподхода кконцепциям современного естествознания.
Вцелях лучшей мотивации студентов и демонстрации диалога всех форм мировоззрениянеобходимонепременное отражение особенностей культурноисторического контекста тех эпох, в которых рождались конкретные научные взгляды и открытия. Кроме того, следует постоянно подчеркивать диалектический характер возвращения «вечных» вопросов в исследовании природы. Это, в первую очередь, эволюцияидей устройства Вселенной и космогенеза с античности и до наших дней, идей дуализма корпускулярных и волновых свойств материи, элементаризма и целостности, эволюционизма и креационизма.
Таким образом, можно показать закономерность развития знания, неизбежность смены типов парадигм естествознания, объяснить потребность в целостном мировоззрении в наше кризисное время.
Контроль текущей работы студентов над дисциплиной предполагается осуществлять путем проведения коллоквиумов, семинаров, проверки рефератов и домашних заданий.
4
ПЛАН ЛЕКЦИЙ
Планируемые результаты: овладеть культурой мышления, развить способность к обобщению, анализу, восприятию информации; уметь анализировать мировоззренческие, социально значимые философские проблемы; понимать значение культуры как формы человеческого существования; использоватьзнанияоЕНКМв профессиональной деятельности.
Каждая лекция выстроена по следующему плану:
Цель
Содержание
1. Организационный этап а). входной контроль;
б). совместное со студентами определение цели и результатов темы.
2. Введение а). структура темы;
б). актуальность и значение темы; в). основная идея;
г).связьлекции спредыдущимиипоследующимизанятиями; д). основные определения темы.
3. Основная часть
4. Заключение а). ответы на вопросы по лекции;
б). самооценка студентами результатов деятельности на занятии: опрос по самооценке.
Лекция № 1. Естествознание и культура. Научный метод познания основные этапы развития науки и естественнонаучные революции. Основные элементыЕНКМ. Смены научной парадигмы и изменения ЕНКМ.
Цель: сформировать понятие о целях и задачах дисциплины; изменение ЕНКМ как исторический процесс.
Содержание
1. Организационный этап а. опрос на культуру мышления;
б. основные понятия темы – ЕНКМ, этапы развития естествознания, революция и эволюция, концепции, парадигмы и т. д.
2. Введение а. научный метод, определение естественных наук, история развития ес-
тественнонаучногознания,космологические революции; б. исторический подход к концепциям современного естествознания; в. эволюция идей ЕНКМ, преемственность идей;
5
г. последовательно рассматриваются все основные ЕНКМ; д. научный метод, научная парадигма, естественнонаучная картина
мира, естественнонаучная (космологическая) революция. 3. Основная часть а. Научный метод.
б. ЕНКМ и смена научных парадигм.
в. Четыре естественнонаучные революции. 4. Заключение
Лекция№2.Механическаякартинамира(МКМ).Пространствоивремя. Симметрияпространства.Теорияотносительности.
Цель: сформировать понятия о МКМ; свойствах пространства и времени, симметрии и теории относительности.
Содержание
1. Организационный этап а. повторение основных понятий предыдущей лекции;
б. усвоение основных понятий. 2. Введение
а. пространство (П) и время (В) в механистической картине мира Ньютона, П. и В. в теории относительности (ТО); основы электромагнитной картины мира (ЭМКМ).
б. мировоззренческий смысл ТО А. Эйнштейна; в. ТО – основа фундаментальной физики;
г. П–В, космологические теории, эволюционная картина мира (ЭКМ); д. однородность П, изотропность П, «евклидовость» П, законы Нью-
тона, СТО, ОТО; 3. Основная часть
а. П и В в МКМ И. Ньютона. б. П–В в ОТО А. Эйнштейна. в. ЭМКМ.
4. Заключение
Лекция № 3. Континуальная концепция в описании материи. Колебания и волны. Электродинамическая картина мира (ЭДКМ). 4-х мерное пространство–время и ОТО А. Эйнштейна.
Цель: сформировать понятия о континуальной концепции описания природы; ЭДКМ и ОТО А. Эйнштейна.
Содержание
1. Организационный этап а. повторениеосновныхпонятийи выводовпредыдущейлекции;
б. усвоение основных понятий; 2. Введение
а. колебания и волны, волновые свойства света, понятие поля;
6
б. континуальная концепция – основа теории поля; в. сложное строение материи, концепция близкодействия – одна из
основных концепций современной физики; г. различные состояния материи, реляционная концепция П–В,
ЭДКМ; д. континуум, волны, колебания, интерференция, дифракция, поляри-
зация, поле.
3. Основная часть а. Колебания и волны. Волновая природа света.
б. Электродинамика Максвелла. ЭДКМ. в. П-В и принципы относительности. 4. Заключение
Лекция № 4.Квантово-полевая картина мира (КПКМ). Классическая электродинамика. Пространство-время, принципы относительности. Основные принципы квантовой механики. Фундаментальные частицы и фундаментальные взаимодействия.
Цель: сформировать понятия о КПКМ, классической электродинамике, основных принципах квантовой механики и фундаментальных взаимодействиях.
Содержание
1. Организационный этап а. повторениеосновныхпонятийи выводовпредыдущейлекции;
б. принципы квантовой механики, статистические законы микромира, элементарные частицы и т. д.;
2. Введение а. тепловое излучение, сложное строение материи, корпускулярно-
волновой дуализм материи, статистические закономерности микромира, фундаментальные частицы и фундаментальные взаимодействия;
б. одна из основных концепций современной физики; в. сложное строение материи, корпускулярные и волновые свойства
материи; г. МКМ, ЭДКМ, ЭКМ;
д. частицы, волны, квантово-волновой дуализм, принципы квантовой механики, статистические закономерности, фундаментальные взаимодействия.
3. Основная часть а. История вопроса: тепловое излучение, спектры, гипотеза Планка.
б. Модели строенияатома.Квантово-волновой дуализмматерии. в. Статистические закономерности микромира.
г. Фундаментальные частицы и фундаментальные взаимодействия. 4. Заключение
7
Лекция № 5. Химия в естественнонаучной картине мира. Концепции структурнойхимии.Неравновесная термодинамика открытых систем.
Цель: сформировать понятия о концепциях химии и неравновесной термодинамике.
Содержание
1. Организационный этап а. повторениеосновныхпонятийи выводовпредыдущейлекции;
б. развитие атомизма как основы строения вещества.
2. Введение а. история вопроса, основные законы химии, агрегатные состояния
вещества, описание законов природы, энтропия, открытые системы, динамика сложных систем;
б. основа строения вещества, в. атомное строение вещества, отличие живого от неживого;
г. предыдущие ЕНКМ, неравновесная термодинамика; д. атом, молекула, стехиометрия, агрегатные состояния; 3. Основная часть
а. Концепция атомизма, законы стехиометрии. Концепции структурной химии. Агрегатные состояния вещества.
б. Динамические и статистические закономерности.
в. Открытыесистемы.Энтропийныйбалансживыхорганизмов. 4. Заключение:
Лекция № 6. Биология в ЕНКМ. Генетика и передача информации. Концепции биосферы. Геологическая эволюция Земли. Возникновение жизни. Теории эволюции. Ноосфера.
Цель: сформировать понятия об основных концепциях биологии, биосфере и теории эволюции в биологии.
Содержание
1. Организационный этап а. повторениеосновныхпонятийи выводовпредыдущейлекции;
б. строениеи организация живой материи, понятие биосферы; 2. Введение
а. структурные уровни организации живой материи, генетика, биосфера, эволюция Земли;
б. строение и свойства живого вещества, передача информации на биологическом уровне;
в. биологический уровень организации материи, теории эволюции;
г. ——
д. генетический код, биосинтез, информация, биосфера.
8