Вопросы и задания к семинарским занятиям

Семинарское занятие 1

Тема: Понятие естествознания, культуры, цивилизации. Естественнонаучная картина мира. Научная революция

Вопросы

1. Что такое естествознание? Каков смысл понятия «современное естествознание»?

2. Что такое «концепции современного естествознания» и почему его надо изучать?

3. Что такое культура и цивилизация? Какие существуют классификации цивилизаций?

4. Каковы особенности естественнонаучной и гуманитарной культуры?

5. В чем состоит проблема «двух культур»?

6. Что такое естественнонаучная картина мира, парадигма и научная революция?

7. Каковы основные этапы развития науки?

Самостоятельная письменная работа

Составьте схемы с указанием разделов физики и биологии. Что изучают науки, входящие в состав физики и биологии?

Семинарское занятие 2

Тема: Понятие науки. Общенаучные методы в естествознании. Тенденции развития естествознания. Понятие системы. Уровни строения материи

Вопросы

1. Что такое наука? Каковы особенности и структура науки?

2. Что такое метод и методология? Какие методы используются в естествознании?

3. Опишите общенаучные методы в естествознании.

4. В чем смысл понятия «система», и каковы основные свойства системы?

5. Каковы тенденции развития естествознания?

6. Что понимают под уровнями строения материи и каков критерий отличия микромира от макромира?

Самостоятельная письменная работа

1. Составьте таблицу

Микромир	Макромир	Мегамир

При заполнении таблицы используйте предложенный список: радиус Земли, масса электрона, одна тонна, возраст Вселенной, один ангстрем, масса человека, расстояние до ближайшей галактики, один парсек, промежуток времени от начала нашей эры, длина химической связи в молекуле, расстояние до Луны, масса молекулы воды, промежуток времени между двумя ударами сердца, длина радиоволны, масса Солнца, толщина человеческого волоса, длина экватора Земли, один миллиметр.

Семинарское занятие 3

Тема: Возникновение научного знания в Древней Греции. Концепция геоцентризма Птолемея. Концепция гелиоцентризма Коперника

Вопросы

1. В чем ценность натурфилософии, и какие идеи об окружающем мире высказывали в Древней Греции представители милетской школы: Фалес, Анаксимандр, Анаксимен?

2. Какие взгляды на мир были у Анаксагора и Гераклита Эфесского?

3. Каковы особенности программы Платона?

4. Каковы особенности программы Анаксагора-Аристотеля?

5. Каковы особенности программы Левкиппа-Демокрита?

6. В чем сущность концепции геоцентризма Птолемея?

7. В чем сущность концепции гелиоцентризма Коперника?

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицу

Мыслитель	Годы жизни	Страна	Основные идеи об окружающем мире
1. Фалес 2. Анаксимандр 3. Анаксимен 4. Анаксагор 5. Гераклит Платон 8. Аристотель 9. Демокрит

2. Тест (обоснуйте свои ответы)

1. Исходной основой всех знаний о природе в древности являлись знания:

а) биологические;

б) химические;

в) физические.

2. «Атом» в переводе с греческого означает:

а) твердый;

б) неделимый;

в) движущийся.

3. Естествознание – это:

а) сфера социальных отношений;

б) отрасль народного хозяйства;

в) отрасль научного познания.

4. Физика относится к наукам:

а) естественным;

б) социальным;

в) гуманитарным.

Семинарское занятие 4

Тема: Вклад Галилея и Ньютона в формирование науки.

Классическая механика. Теория электромагнитного поля

Вопросы

1. Каков вклад Галилея в формирование науки?

2. Каков вклад Ньютона в формирование науки?

3. Каковы представления Ньютона о пространстве и времени?

4. Сформулируйте основные положения механической картины мира.

5. В чем сущность лапласовского детерминизма?

6. В чем заключается вклад Эрстеда, Фарадея, Максвелла в развитие теории электромагнитного поля?

7. Опишите спектр электромагнитного поля.

8. Сформулируйте основные положения теории электромагнитного поля.

Самостоятельная письменная работа

I.Сформулируйте три закона Ньютона и закон всемирного тяготения. Почему закон всемирного тяготения так называется?

II.Составьте таблицу

Ученый	Годы жизни	Страна	Вклад в развитие науки
1. Птолемей 2. Коперник 3. Бруно 4. Кеплер 5. Галилей 6. Ньютон 7. Эрстед 8. Фарадей 9. Максвелл

Семинарское занятие 5

Тема: Специальная и общая теории относительности. Современное естественнонаучное представление о пространстве и времени

Вопросы

1. Какие постулаты Эйнштейна лежат в основе специальной теории относительности (СТО)?

2. Как происходят изменения длины, времени и массы в рамках представлений СТО?

3. Как соотносятся в СТО масса и энергия?

4. В чем заключаются недостатки СТО?

5. Чем общая теория относительности (ОТО) отличается от специальной?

6. Каковы физические выводы ОТО?

7. Каково современное естественнонаучное представление о пространстве и времени?

Самостоятельная письменная работа

1. Составьте таблицу

Ученый	Годы жизни	Страна	Вклад в развитие науки
Эйнштейн

II. Тест (обоснуйте свои ответы)

1. Историческая заслуга милетской школы состояла в постановке:

а) проблемы происхождения жизни на Земле;

б) проблемы строения Вселенной;

в) проблемы первоначала, субстанции мира.

2. Закон всемирного тяготения сформулировал:

а) Ньютон;

б) Галилей;

в) Коперник.

3. В 1666 году было сделано открытие – белый свет состоит из света различных цветов:

а) Ньютоном;

б) Галилеем;

в) Гюйгенсом.

4. Предельная скорость передачи информации:

а) скорость света;

б) скорость звука;

в) скорость прохождения нервного импульса.

Семинарское занятие 6

Тема: Варианты эволюции Вселенной в модели Фридмана. Модель Большого Взрыва. Галактики и их виды. Основные этапы эволюции звезд

Вопросы

1. Каковы возможные варианты эволюции Вселенной в модели Фридмана?

2. Каковы экспериментальные подтверждения расширения Вселенной?

3. В чем сущность модели Большого Взрыва.

4. Что такое реликтовое излучение?

5. Что такое галактика, и какие существуют виды галактик?

6. Каков механизм образования звезд?

7. Каковы основные этапы эволюции звезд?

8. Опишите структуру диаграммы Герцшпрунта-Рессела. Каково ее значение?

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицу

Параметр	Галактика Млечный путь
Вид, структура Размеры, химический состав Местоположение Солнца в галактике Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики

Семинарское занятие 7

Тема: Пульсары. Квазары. Черные дыры. Концепция образования Солнечной системы и ее состав. Внутреннее строение Земли. Концепция тектоники литосферных плит

Вопросы

1. Что такое пульсары, квазары, черные дыры?

2. В чем сущность концепции образования Солнечной системы?

3. Опишите состав Солнечной системы.

4. Каково внутреннее строение Земли?

5. В чем сущность концепции тектоники литосферных плит, и каковы основные тенденции их движения?

Самостоятельная письменная работа

1. Решите задачи:

1. Какими должны стать размеры Солнца и Земли, чтобы эти объекты превратились в черные дыры? Используйте формулу расчета гравитационного радиуса.

R_гр. =

Масса Солнца 2•10³⁰ кг, масса Земли 6•10²⁴ кг, G=6,67•10^‑11 м³/кг•с², с=3•10⁸  м/с.

2. Определите, за какой промежуток времени свет Солнца достигнет поверхности Земли? Расстояние от Солнца до Земли 14,96•10¹⁰ м.

3. Определите скорость вращения Земли вокруг Солнца, считая, что она движется по окружности. Время обращения Земли вокруг Солнца 3,15•10⁷ с.

II. Тест (обоснуйте свои ответы)

1. В 1922 году физик Фридман опроверг теорию:

а) Максвелла;

б) Хаббла;

в) Эйнштейна.

2. Сингулярность – это:

а) теория об одиночестве человечества во Вселенной;

б) начальное состояние Вселенной;

в) взрыв сверхновой звезды.

3. Наша Галактика относится к типу галактик:

а) неправильных;

б) эллипсоидных;

в) спиралевидных.

4. В состав нашей Галактики не входят:

а) планеты;

б) астероиды;

в) квазары.

5. Время останавливается вблизи:

а) кометы;

б) черной дыры;

в) планеты.

Семинарское занятие 8

Тема: Модели атома Резерфорда и Бора. Квантовая теория света. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип дополнительности. Принцип неопределенности

Вопросы

1. Опишите планетарную модель атома Резерфорда.

2. В чем заключается противоречие модели атома Резерфорда классической электродинамике?

3. Опишите энергетическую модель атома Бора.

4. В чем сущность квантовой теории света?

5. В чем заключается корпускулярно-волновой дуализм и принцип дополнительности?

6. В чем заключается принцип неопределенности?

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицы 1, 2

Таблица 1

Тип химической связи	Примеры химических соединений	Механизм образования химической связи
1. Ионная 2. Ковалентная а) полярная б) неполярная 3.Водородная

Таблица 2

Ученый	Годы жизни	Страна	Вклад в развитие науки
1. Резерфорд
2. Бор

Семинарское занятие 9

Тема: Состав атомного ядра и структура электронной оболочки атома. Фундаментальные взаимодействия. Элементарные частицы

Вопросы

1. Опишите состав атомного ядра.

2. Какова структура электронной оболочки атома?

3. Что такое квантовые числа?

4. В чем сущность принципа Паули?

5. Опишите фундаментальные взаимодействия.

6. Какова роль фундаментальных взаимодействий в природе?

7. Приведите классификацию элементарных частиц.

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицу

Параметр	Строение атома углерода
Атомная масса Количество протонов и нейтронов Количество электронов Заряд ядра Структура электронной оболочки атома (в нормальном и возбужденном состоянии)

Семинарское занятие 10

Тема: Понятие о порядке и хаосе в классической термодинамике и синергетике. Биологическая система и ее основные свойства. Понятие симметрии.

Отличия живого от неживого

Вопросы

1. Что понимают под порядком и хаосом?

2. Чем отличаются открытые и закрытые системы?

3. Как изменяется энтропия в закрытых системах?

4. В чем сущность гипотезы «тепловой гибели» Вселенной?

5. Как происходят процессы самоорганизации в открытых системах?

6. Что изучает синергетика?

7. Что такое биологические системы, и какими основными свойствами они обладают?

8. Что такое симметрия и каковы ее виды?

9. Каково значение симметрии в естествознании?

10. В чем отличие живого от неживого?

Самостоятельная письменная работа

1. Сформулируйте основные законы классической термодинамики.

2. Подготовьте сообщение на тему «Синергетика».

Семинарское занятие 11

Тема: Концепции появления жизни на Земле. Теория Опарина о происхождении жизни. Роль химических элементов в процессах жизнедеятельности организмов

Вопросы

1. Какие существуют концепции происхождения жизни на Земле?

2. Каковы необходимые общие условия возникновения жизни?

3. В чем сущность теории Опарина о происхождении жизни?

4. В чем заключался опыт Миллера?

5. Какова роль химических элементов в процессах жизнедеятельности организмов?

6. Почему углерод является одним из основных биогенных элементов?

7. Какова роль органических веществ в процессах жизнедеятельности организмов?

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицы 1, 2

Таблица 1

Химический элемент	Роль химического элемента в живой природе
Углерод Водород Кислород Азот Фосфор Сера Железо Магний Кальций Натрий Калий Йод Фтор

Таблица 2

Макромолекулы	Строение	Роль в организме
1. Белки 2. Углеводы 3. Липиды 4. Нуклеиновые кислоты

Семинарское занятие 12

Тема: Клетка – элементарная система живой природы. Пластический и энергетический обмены. Вирусы. Отличия растений от животных

Вопросы

1. Почему клетку можно назвать элементарной системой живой природы? Опишите состав клетки.

2. Охарактеризуйте два противоположных потока химических реакций в процессе обмена веществ клетки.

3. Как происходит биосинтез белка?

4. Как происходит фотосинтез?

5. Как происходит клеточное дыхание?

6. Каково строение АТФ и ее роль в энергетических процессах клетки?

7. Каково строение вирусов и принципы их воспроизводства?

8. Каковы отличия растений от животных?

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицу

Органоиды клетки	Строение	Функция
Ядро Цитоплазма Клеточная мембрана Рибосомы Митохондрии Эндоплазматическая сеть Комплекс Гольджи Лизосомы Пластиды Вакуоль

Семинарское занятие 13

Тема: Генотип и фенотип. Законы Менделя. Мутационная и комбинативная изменчивости организмов. ДНК — носитель генетической информации. Принципы генной инженерии и клонирования. Проблемы биоэтики

Вопросы

1. Что такое генотип и фенотип?

2. В чем сущность законов Менделя?

3. Что такое мутационная изменчивость?

4. Что такое комбинативная изменчивость?

5. Почему ДНК можно назвать носителем генетической информации?

6. Чем занимается генная инженерия?

7. В чем сущность клонирования?

8. Каковы перспективы генной инженерии и клонирования?

9. В чем заключаются современные проблемы биоэтики?

Самостоятельная письменная работа

1. Решите задачу

Если составить цепочку из ДНК всех клеток одного человека, то она может протянуться через всю Солнечную систему. От центра до окраины Солнечной системы (до Плутона) 5,5 световых часов. Проведите расчет и проверьте правильность этого утверждения, учитывая, что длина молекул ДНК одной клетки составляет около 1 м, а количество клеток у человека достигает 5•10¹³.

II. Тест (обоснуйте свои ответы)

1. Единица строения и жизнедеятельности живого организма – это:

а) молекула;

б) клетка;

в) атом.

2. Единица наследственной информации живого организма – это:

а) ген;

б) рибосома;

в) хромосома.

3. Наследование – это:

а) обучение потомства необходимым навыкам выживания;

б) передача генетической информации от одного поколения организмов к другому;

в) свойство живого организма существовать в разных формах.

4. Для живых организмов не характерно:

а) метаболизм;

б) закрытость системы;

в) способность обмена с окружающей средой.

Семинарское занятие 14

Тема: Учения Ламарка и Дарвина об эволюции органического мира. Теория катастроф Кювье. Современная концепция катастроф. Синтетическая теория эволюции. Онтогенез и филогенез. Закон Геккеля

Вопросы

1. В чем сущность учения Ламарка об эволюции органического мира? Сформулируйте законы Ламарка.

2. В чем сущность теории биологической эволюции Дарвина?

3. В чем сущность теории катастроф Кювье?

4. Какова современная концепция катастроф?

5. В чем сущность синтетической теории эволюции?

6. Что такое онтогенез и филогенез?

7. В чем сущность закона Геккеля и каковы особенности этого закона?

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицу

Ученый	Годы жизни	Страна	Вклад в развитие науки
1. Ламарк
2. Дарвин
3. Кювье
4. Геккель

Семинарское занятие 15

Тема: Биогеоценоз и экосистема. Автотрофы и гетеротрофы. Функциональные группы организмов. Круговороты веществ в природе

Вопросы

1. Что такое биоценоз, биотоп, биогеоценоз и экосистема?

2. Каковы отличия между автотрофными и гетеротрофными организмами?

3. Что понимают под функциональными группами организмов?

4. Каковы взаимоотношения между функциональными группами организмов?

5. Опишите геологический и биогеохимический круговороты веществ в природе.

Самостоятельная письменная работа

I. Составьте таблицу

Биогеоценоз	Экосистема

При заполнении таблицы используйте предложенный список: космический корабль, березовая роща, болото, пень, лужа, озеро, дубрава, горшок с комнатным растением, навозная куча, сосновый бор.

II. Составьте цепи питания наземного и водного биоценоза.

Семинарское занятие 16

Тема: Биосфера, ее состав и границы. Структурные уровни биосферы. Учение Вернадского о биосфере. Концепция ноосферы

Вопросы

1. Что такое биосфера и каковы ее состав и границы?

2. Опишите структурные уровни биосферы.

3. В чем заключается взаимосвязь компонентов биосферы?

4. В чем сущность учения Вернадского о биосфере?

5. В чем сущность концепции ноосферы?

6. Какими положениями учения Вернадского определяется переход от биосферы к ноосфере?

7. Каковы основные признаки превращения биосферы в ноосферу?

Самостоятельная письменная работа

Начертите схемы круговоротов кислорода, углекислого газа и воды в биосфере.

Семинарское занятие 17

Тема: Глобальные экологические проблемы человечества. Влияние Космоса на земные процессы

Вопросы

1. Какие глобальные экологические проблемы стоят перед человечеством?

2. Каковы пути решения этих проблем?

3. Каково влияние Космоса на земные процессы?

Самостоятельная письменная работа

Составьте таблицу

Ученый	Годы жизни	Страна	Вклад в развитие науки
1. Вернадский
2. Чижевский

Семинарское занятие 18

Тема: Основные этапы эволюции биосферы. Сходства и отличия человека от животных. Основные этапы антропогенеза

Вопросы

1. Какие основные этапы можно выделить в эволюции биосферы?

2. Как проходило развитие органического мира, начиная с ранних этапов жизни до антропогенеза.

3. Каковы сходства человека и животных?

4. Каковы отличия человека и животных?

5. Опишите основные этапы антропогенеза.

Самостоятельная письменная работа

I. Составьте таблицу

Предок	Исторический возраст	Место обнаружения останков	Антропологические данные	Образ жизни
1. Австралопитек
2. Человек умелый
3. Человек прямоходящий
4. Неандерталец
5. Кроманьонец

II. Тест (обоснуйте свои ответы)

1. Определите правильную последовательность наших предков:

а) прямоходящий – умелый – разумный;

б) умелый – разумный – прямоходящий;

в) умелый – прямоходящий – разумный.

2. «Экосистема» - это синоним термина:

а) биоценоз;

б) биогеоценоз;

в) популяция.

3. Совокупность особей одного вида, имеющих единый генофонд и занимающих единую территорию, называется:

а) популяцией;

б) биоценозом;

в) биогеоценозом.