5.2. Содержание лекционного курса
Научный метод. Место науки в мировой культуре. Две культуры. Рациональный научный метод: возможности и ограничения. Структура научного знания.
История естествознания. Мировые загадки. Этапы развития естественнонаучного мышления и научные революции. Необходимость пересмотра классических представлений в результате развития физики XX века. Панорама современного естествознания. Неклассика и постнеклассика. Тенденции развития.
Микро-, макро- и мегамиры. Мегамир. Пространство и время. Переход от классических представлений к неклассическим. Абсолютное пространство и абсолютное время. Системы отсчёта. Принцип относительности и преобразования Галилея. Преобразования Лоренца. Специальная теория относительности Эйнштейна. Пространство-время и другие следствия СТО. Ограниченность СТО. Принцип эквивалентности. Общая теория относительности Эйнштейна. Связь гравитации с геометрией пространства-времени.
4 Микромир. Атомно-молекулярная теория. Волновые процессы. Электромагнитное поле. Спектр электромагнитных волн.
Корпускулярно-волновой дуализм. Атомные модели: теории Томсона, Резерфорда и Бора. Постулаты Бора. Волна де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм. Динамические и статистические закономерности в природе. Принцип неопределенности Гейзенберга. Принцип дополнительности Бора. Законы квантовой механики. Вероятность в микромире: диалог Бора и Эйнштейна.
Структурные уровни организации материи. Элемент и атом. Периодичность в строении атомов. Ядра атомов и ядерная физика. Бета - распад. Классификация элементарных частиц. Фермионы и бозоны. Принцип суперпозиции. Кварковая теория (квантовая хромодинамика).
Фундаментальные взаимодействия. Взаимодействие: близкодействие, дальнодействие. Законы сохранения и принципы симметрии. Вещество и поле. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Попытки построения единой теории поля. Физический вакуум и его созидательная роль.
Макромир. Термодинамические системы и их состояние. Законы термодинамики: сохранение энергии в макроскопических процессах и принцип возрастания энтропии. Динамические и статистические закономерности в природе.
Химические системы. Химические процессы, энергетика химических процессов и реакционная способность вещества. Скорость химических реакций и равновесие. Принцип Ле Шателье. Катализ. Основные проблемы современной химии.
Происхождение и эволюция Вселенной. Классическая модель и космологические парадоксы. Космологическая концепция Большого Взрыва. Сценарии Большого Взрыва и дальнейшего развития Вселенной.
Происхождение и эволюция Солнечной системы. Внутреннее строение и история геологического развития Земли. Концепции развития геосферных оболочек. Ресурсная, геодинамическая, геофизическая, геохимическая, географическая оболочки Земли.
Особенности биологического уровня организации материи.
Клеточное строение живых организмов. Основные органеллы клетки и их функции. Молекулы живых систем. Белки. Информационные молекулы.
Принципы воспроизводства и развития живых систем.
Триплетный код, матричный синтез и жизненный цикл клетки. Многообразие живых организмов. Уровни организации живых систем.
Возникновение жизни. Различные концепции возникновения жизни на Земле. Гипотеза Опарина - Холдейна. Этапы химической эволюции. Литосфера как абиотическая основа жизни. Возникновение генетической информации.
Генетика и эволюция. Развитие эволюционных представлений в биологии. Различные концепции развития органического мира. Эволюционная теория Чарльза Роберта Дарвина. История возникновения и развития генетики. Законы Менделя. Генотип и фенотип. Открытие Вейсмана. Хромосомная теория наследственности Моргана. Кризис генетики в СССР. Современная генетика. Синтетическая теория эволюции: неодарвинизм, недарвинизм, антидарвинизм и другие эволюционные направления.
Человек как предмет научного познания. Происхождение человека. Проблемы антропогенеза. Сущность человека. Физиология, творчество, эмоции, работоспособность. Мозг и высшая нервная деятельность. Механизмы памяти. Сознание и душа. Биологический возраст, здоровье и долголетие. Биоэтика.
Биосфера и ноосфера. Принципы организации биосферы. Биотический круговорот вещества и энергии. Основы организации и устойчивости биосферы. Человек, биосфера и космические циклы.
Порядок и беспорядок в природе. Основное противоречие науки XX века. Хаос. Синергетика - теория самоорганизации.
Свойства систем, способных к самоорганизации: открытость, неравновесность, диссипативность. Бифуркационное древо. Общие закономерности развития систем разного уровня организации. Самоорганизация в живой и неживой природе. Принципы универсального эволюционизма. Путь к единой культуре.
5.3. Содержание практических занятий
|
Содержание практического занятия
|
Количество часов
|
|
1 семестр
|
|
1
|
Этапы развития естественнонаучного мышления и научные революции.
|
2
|
2
|
Сравнительный анализ классической и неклассической стратегий естественнонаучного мышления.
|
4
|
3
|
Специальная теория относительности Эйнштейна.
|
2
|
4
|
Контролируемые и неконтролируемые воздействия в природе. Механизм и фундаментальные характеристики контролируемого воздействия на объект
|
2
|
5
|
Термодинамические системы и их состояние. Законы термодинамики: сохранение энергии в макроскопических процессах и принцип возрастания энтропии.
|
2
|
6
|
Химические системы. Химические процессы, энергетика химических процессов и реакционная способность вещества.
|
2
|
7
|
Происхождение и эволюция Вселенной
|
3
|
|
Итого:
|
17
|
|
2 семестр
|
|
8
|
Экология и учение о биосфере
|
2
|
9
|
Возникновение жизни. Различные концепции возникновения жизни на Земле.
|
6
|
10
|
Генетика и эволюция. Развитие эволюционных представлений в биологии.
|
2
|
11
|
Человек как предмет научного познания
|
2
|
12
|
Человек, биосфера и космические циклы
|
2
|
13
|
Значение синергетики и кибернетики для современной науки
|
3
|
|
Итого:
|
17
|
Всего:
|
34
|
Курсовое проектирование (цель, типовая тематика)
Курсовое проектирование не предусмотрено
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
Концепции современного естествознания:учебник для вузов/ под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.:ЮНИТИДАНА, 2008. – 319 с.
Садохин, А.П. Концепции современного естествознания: учебник / А.П. Садохин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. – 447 с.
Вахренева П. Концепции современного естествознания: Методические рекомендации. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2008. - 11 с.
7.2. Дополнительная литература
Адабашев, И.И. Мировые загадки сегодня / И.И. Адабашев. – М. : Советская Россия, 1996.
Баланчин, Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие /Р.К. Баланчин. – М. : Знание, 1998.
Бернал, Дж. Возникновение жизни / Дж. Бернал. – М. : Мир, 1999.
Блум, Ф. Мозг, разум и поведение / Ф. Блум, А. Лейзерсон, Л. Хофстедтер. – М. : Наука, 1998.
Брагинский В.Б. Удивительная гравитация / В.Б. Брагинский. – М. : Наука, 1995.
Варламов, В.Ф. Рожденные звездами / В.Ф.Варламов.– М. : Знание, 1992.
Войткевич, Г.В. Происхождение Земли и химическая эволюция / Г.В. Войткевич.– М. : Наука, 1993.
Воронов, В.К.Основы современного естествознания / В.К.Воронов, М.В. Гречнева, Р.С. Сагдеев. – М. : Высшая школа, 1999.
Городинская, В.С. Живое – живому / В.С. Городинская.– М. : Знание, 1995.
Горелов, А.А.Концепции современного естествознания : учеб. пособие / А.А.Горелов. – М.:Астрель,2004. – 380с.
Григорьев, В.И. Силы в природе / В.И. Григорьев, Г.Я. Мякишев.– М. : Наука, 1997.
Грушевицкая, Т.Г. Концепции современного естествознания / Т.Г. Грушевицкая, А.П. Садохин. – М. : Высшая школа, 1998.
Данин, Д.С. Вероятностный мир / Д.С. Данин. – М. : Знание, 1996.
Дэвис, П. Суперсила / П. Дэвис. – М.: Мир, 1999.
Как превращаются вещества / А.П. Пурмаль и др. – М. : Наука, 1995.
Капица, С.П. Синергетика и прогнозы будущего / С.П. Капица.– М. : Наука, 1998.
Карпенков, С.Х. Концепции современного естествознания / С.Х. Карпенков. – М. : Культура и спорт, 2003.
Клайн, Б. Физики и квантовая теория / Б. Клайн.– М., Атомиздат, 1981.
Компанеец, А.С. Что такое квантовая механика / А.С. Компанеец.– М. : Наука, 1987.
Концепции современного естествознания/ под ред. В.М. Лавриненко, В.П. Ратникова. – М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003.
Концепции современного естествознания: учебник / под ред. С.И. Самыгина.– Ростов н/Д. : Феникс, 2002.
Коротков, В.И. Развитие концепции ноосферы на основе парадигмы синергетики / В.И. Коротков.– М. : Вече, 1999.
Крейчи, В. Мир глазами современной физики / В. Крейчи.– М. : Мир, 1994.
Ландау, Л.Д.Молекулы / Л.Д.Ландау, А.И. Китайгородский.– М. : Наука, 1992.
Лук, А.Н. Психология творчества / А.Н.Лук.– М. : Наука, 1988.
Лучшие рефераты. Концепции современного естествознания / под ред. С.И. Самыгина.– Ростов н/Д. : Феникс, 2002.
Мотылева, Л.С.Концепции современного естествознания / Л.С.Мотылева, В.А.Скоробогатов, А.М.Судариков.– СПб. : Изд-во «Союз», 2000.
Мухин, Л.М. Планеты и жизнь / Л.М. Мухин. – М. : Молодая гвардия, 1989.
Найдыш, В.М. Концепции современного естествознания: учеб. пособие/ В.М. Найдыш. – М.: Гардарики, 2003. – 476с.
Найдыш, В.М. Концепции современного естествознания /В.М. Найдыш.– М. : Гардарики, 2000.
Новиков, И.Д. Эволюция Вселенной / И.Д. Новиков. – М. : Наука, 1993.
Подольный, Р.Г. Нечто по имени ничто / Р.Г. Подольный.– М. : Детлит, 1987.
Потеев, М.И. Концепции современного естествознания /М.И. Потеев. – СПб. : Питер, 1999.
Пригожин, И.Р. Время, Хаос, Квант / И.Р.Пригожин.– М. : Мир,1991.
Пригожин, И.Р. Познание сложного / И.Р. Пригожин, Г.Николис.– М. : Мир, 1995.
Пригожин, И.Р. Порядок из Хаоса / И.Р.Пригожин, И.Стенгерс.– М. : Мир, 1998.
Радунская, И.Л. Предчувствия и свершения / И.Л. Радунская.– М. : Детская литература, 1989.
Резник, С.Е. Раскрывшаяся тайна бытия / С.Е. Резник.– М. : Знание, 1996.
Рузавин, Г.И. Концепции современного естествознания / Г.И. Рузавин.– М. : Культура и спорт, 1999.
Самин, Д.К. 100 великих научных открытий / Д.К. Самин.– М. : Вече, 2002.
Самин, Д.К. 100 великих учёных / Д.К. Самин.– М. : Вече, 2002.
Суорц, К.Э. Необыкновенная физика обыкновенных явлений / К.Э.Суорц.– М. : Наука, 1996.
Фейнман, Р. Лекции по физике / Р.Фейнман.– М. : Мир, 1987.
Франк-Каменецкий, М.Д. Самая главная молекула / М.Д. Франк-Каменецкий.– М. : Наука, 1993.
Франкфурт, У.И. Закон сохранения и превращения энергии / У.И. Франкфурт.– М. : Наука, 1998.
Чирков, Ю.Г. Охота за кварками / Ю.Г. Чирков.– М. : Молодая гвардия, 1985.
Шмутцер, Э. Теория относительности: современное представление / Э. Шмутцер.– М. : Мир, 1995.
Яковлев, Н.Н. Живое и среда / Н.Н. Яковлев. – Л. : Наука, 1986.
7.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов вузов / В.П. Бондарев. - М.: Альфа-М, 2010. - 464 с. http://znanium.com/bookread.php?book=185797
Романов, В.П. Концепции современного естествознания : учеб. пособие для студентов вузов / В.П. Романов. – 4-e изд., испр. и доп. – М. : Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2011. – 286 с. http://znanium.com/bookread.php?book=256937
Тулинов, В.Ф. Концепции современного естествознания : учебник / В.Ф. Тулинов, К.В. Тулинов. – М.: Дашков и К, 2010. – 484 с. http://www.iprbookshop.ru/5102.html
Технические средства обучения
Интерактивная доска TRIUMPHBOARD (Projection) 78" прямой проекции (ауд. Д-201)
Вычислительный центр корпус «В» (работа по отдельному расписанию)
Электронная библиотека, доступ к Интернет
9. Контрольные задания и методические рекомендации по изучению дисциплины
9.1. Методические рекомендации по изучению дисциплины
Для того, чтобы успешно усвоить данный курс, студенту необходимо посещать лекции, вести конспект и правильно организовать самостоятельную работу:
На основе конспекта лекций и приведенного выше списка литературы тщательно прорабатывать каждый вопрос программы. Начать следует с одного или, лучше, нескольких рекомендованных в данной рабочей учебной программе учебников по предмету «Концепции современного естествознания», каждый из которых имеет свои отличительные особенности в изложении материала курса.
Изучить разделы, посвященные фундаментальным законам физики, химии и биологии в учебниках по соответствующим предметам, не ограничиваясь только рекомендованной литературой. Не следует стремиться изучать учебники и пособия для специалистов (например, учебники физики для физическихфакультетов, специальную литературу для специалистов по электронике и т.п.). В таких учебниках (например, в многотомном учебнике физики Роберта Фейнмана) следует обращать особое внимание на изложение основополагающих концепций, теорий и законов, а не на математический аппарат. Большую помощь в изучении предмета может также оказать научно-популярная литература, например, популярные брошюры из серии «Квант», «Знание-сила», «Ученые-школьникам и т.п. Такая литература широко издавалась в 70-80 годы и еще не устарела. Пригодятся также и статьи из журналов «Наука и жизнь», «Знания-сила» или «Техника-молодежи».
О новейших достижениях науки (например, о синергетике) можно узнать, найдя необходимую информацию в системе Интернет. Рекомендуется воспользоваться поисковыми серверами http://www.rambler.ru или http://www.vandex.ru
При использовании преподавателем такой формы занятий, как лекция-коллоквиум, систематически готовить доклады по предлагаемым темам и выступать на коллоквиумах.
|
