5.2 Структура дисциплины

1

2

3

4

1

1

Предмет изучения концепций современного естествознания. Концептуальный подход в изучении явлений и законов природы. Естествознание и современное образование. Роль естествознания в формировании профессиональных знаний. Естественно-науч­ные знания и сфера управления. Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания. Естествознание и математика. Разви­тие естествознания. Рациональная и реальная картины мира. Естест­венно-научные и религиозные знания. Рациональные и иррацио­нальные элементы формирования мировоззрения.

2

2

2

Процесс естественно-научного познания. Правила Декарта научного познания. Достоверность научных знаний. Истина — предмет познания. Основные положения естественно-научного познания. Единство эмпирического и теоретического познания. Чувственные формы познания: ощущения и представления. Науч­ный факт. Наблюдение и эксперимент. Технические средства экс­перимента. Мышление, суждение, умозаключение, обобщение и предвидение. Методы и приемы естественно-научных исследова­ний. Сравнение, анализ и синтез. Абстрагирование и идеализация. Моделирование. Индукция и дедукция. Научное открытие и дока­зательство. Творческое воображение и интуиция. Эксперимент — основа естествознания. Современ­ные средства естественно-научных исследований. Важнейшие достижения современного естествознания.

2

3

3

Физика — фундаментальная отрасль естествознания. Основ­ные этапы развития физики. Концепция атомизма. Универсаль­ность физических законов. Фундаментальные взаимодействия. Иерархия структур материи. Принцип тождественности. Пробле­ма создания единой фундаментальной теории. Концепции мате­рии, движения, пространства и времени. Закон всемирного тяго­тения. Принцип относительности и инвариантность. Постулаты специальной теории относительности. Свойства пространства, времени и законы сохранения. Фундаментальные законы Ньюто­на. Классическая механика и лапласовский детерминизм... Термодинамиче­ские и статистические свойства макросистем. Необратимость реальных процессов и концепция энтропии. Хаос, структура и порядок. Электромагнитная концепция. Дискретность и непрерывность материи. Сущность электро­магнитной теории Максвелла. Корпускулярно-волновые свойства света.

2

4

4

Развитие представлений о структуре атомов. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда. Постулаты Бора. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц. Принципы неопределенности и дополнительности. Вероятностный характер микропроцес­сов. Принципы причинности и соответствия. Практические ас­пекты квантово-механической концепции. Симметрия волновой функции и принцип Паули. Современные атомные системы: эксимерные молекулы, кластеры, фуллерены и др. Строение атом­ного ядра. Свойства ядерных сил. Дефект массы и энергия связи ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Цепная реакция деления. Термоядерный синтез. Свойства элементарных частиц. Античастицы. Кварки. Современные ускорители. Пер­спективы развития физики микромира.

2

5

5

Самоорганизация систем. Две тенденции развития природных систем: деградация и упорядочение. Открытые системы. Объект изучения синергетики. Неустойчивость сложных систем. Точка бифуркации. Основные положения концепции развития. Процесс самоорганизации Вселенной. Основные концепции космологии. Закон Хаббла. Реликтовое излучение. Образование объектов Все­ленной. Галактики и звезды. Пульсары. Средства наблюдения объектов Вселенной

2

6

6

История развития знаний о веществе. Фундаментальные законы о составе и свойствах вещества. Периодический закон химических элементов. Масштабы химической индустрии. Современные средства управления химическими процессами. Синтез органических и неорганических соединений. Селективный и фотохимический синтез. Биосинтез. Современный катализ. Основные виды катализа. Образование земных и внеземных веществ. Запасы и потребление природного сырья. Металлы, неметаллическое сырье, углерод. Вторичное сырье. Органическое сырье: нефть, уголь, природный газ, биомасса, древесина и др. Новые химические элементы. Радиоактивные изотопы. Плазмохимические процессы. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Химические реакции при высоких давлениях. Синтез алмазов.

2

7

7

Зарождение живой материи. Основополагающие жизненные системы. Хиральность молекул живых организмов. Носитель ге­нетической информации. Нуклеиновые кислоты. Состав и структура молекул ДНК и РНК. Принцип комплементарности Геном организма. Свойства генетического кода. Репликация ДНК. Генетические свойства организма. Структура и свойства белков. Био­синтез белков. Строение и разновидности клеток. Прокариоты и эукариоты. Деление клеток. Современное представление о происхождении жизни. Химическая эволюция. Органогены. Биохими­ческая стадия развития жизни. Эволюция организмов. Многооб­разие форм жизни. Зарождение эволюционной идеи. Идея эволюции Ламарка. История возникновения эволюционной идеи Дарвина. Основные факторы эволюции. Наследственность. Опыты Менделя. Искусственный и естественный отбор. Целенаправлен­ное поведение и естественный отбор. Человек — феномен природы. Физиологические особенности человека. Мозг человека — материальный носитель разума. Психология человека. Социологические аспекты. Эстетическое восприятие и красота природы. Жизнеобеспечение человека. Перспективы увеличения продовольственных ресурсов. Средства сохранения здоровья. Продление жизни организма. Механизм старения и продолжительность жизни. Поиск средств против старения. Формирование ноосферы.

2

8

8

Современные технологии и естествознание. Унификация ин­формационных технологий.. Нейронные сети. Альтернативные компьютеры: квантовый и фотонный компьютеры, биокомпьютеры. Мультимедийные системы и виртуальный мир. Микро- и наноэлектронные технологии. Развитие твердотельной электроники. Истоки современной микроэлектронной технологии. Интегральные схемы. Развитие нанотехнологии. Лазерные технологии. Особенности лазерного излучения и разновидности лазеров. Волоконно-оптическая связь. Перспективы развития ла­зерных технологий. Голография и распознание образов. Ракетно-космические технологии. Современные биотехнологии. Генные технологии. Проблема клонирования.

2

9

9

Естественно-научное понимание энергии. Энергия — источник благосостояния. Способы преобразования энергии. Эффек­тивность производства и потребления энергии. Тепловые электростанции. Способы повышения эффективности энергосистем. Парогазовые установки. Проблемы прямого преобразования энергии. Водородные двигатели. Развитие атомной энергетики. Различные модификации атомных реакторов. Ядерное топливо. Особенности развития отечественной энергетики. Энергетика будущего.

2