РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
010501.65 – прикладная математика и информатика
Форма подготовки очная
Школа естественных наук ДВФУ
Кафедра общей физики
курс _4____ семестр __7______
лекции 36 (час.)
практические занятия 18 час.
семинарские занятия___нет_____час.
лабораторные работы__нет_____час.
консультации
всего часов аудиторной нагрузки__54_ (час.)
самостоятельная работа _150_ (час.)
реферативные работы (количество) – не предусмотрены
контрольные работы (количество) – не предусмотрены
зачет ____7_______ семестр
экзамен__________семестр
Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (приказ Министерства образования и науки 199 ен/сп от 20 марта 2000 г)
Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании
Кафедры общей физики ШЕН протокол № __9___«23_» __мая____2012г.
Заведующий кафедрой общей физики ШЕН доц., к.х.н. Короченцев В.В.
Составитель: к.ф.-м.н., доцент Петроченко Н.Е._
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «20»___мая_______ 2013г № _ 9_
Заведующий кафедрой общей физики В.В. Короченцев
Аннотация
Курс «Концепции современного естествознания» (КСЕ) в Школе естественных наук Дальневосточного Федерального университета читается на старших курсах очной формы обучения и относится к обязательному минимуму федерального компонента содержания и уровню подготовки специалиста по циклу «Общие математические и естественнонаучные дисциплины» для всех направлений Школы. Программный (лекционный) курс КСЕ включает в себя пять разделов (протоестествознание, естествознание организованной простоты, естествознание неорганизованной сложности, естествознание самоорганизующихся систем и пятый – философию и инструментов естествознания) и пятнадцать подразделов – мифологическое, античное, средневековое, механическое, физическое полевое, квантовое, космологическое, планетное, химическое, биологическое, эволюционное, мега-историю, философию и инструменты естествознания. Данная учебная дисциплина КСЕ обеспечивается кафедрой общей физики Школы естественных наук.
Требования, цели и задачи освоения дисциплины
1.1.Требования к обязательному минимуму содержания ООП по дисциплине «Концепции современного естествознания» ЕН.Ф.08 (ФГОС ВПО) (перечень базовых дидактических единиц дисциплины, выделены полужирным шрифтом):
Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира: научный метод; естествознание и его роль в культуре; этика научных исследований и псевдонаука; формирование научных программ (математической, атомистической, континуальной); естественнонаучные картины мира (механическая, электромагнитная,
квантово-полевая, эволюционно-синергетическая); развитие представлений о материи, о движении, о взаимодействии.
2. Пространство, время, симметрия: принципы симметрии и законы сохранения; эволюционные представления о пространстве и времени; специальная теория относительности; общая теория относительности.
3.Структурные уровни и системная организация материи: микро-, макро- и мегамиры; взаимосвязь структурных уровней организации материи; организация материи и процессы на физическом, химическом и биологическом её уровнях; молекулярные основы жизни.
4. Порядок и беспорядок в природе: механический детерминизм, хаотическое поведение динамических систем; динамические и статистические теории; корпускулярно-волновой дуализм и соотношение неопределенностей; принципы дополнительности и возрастания энтропии; закономерности самоорганизации.
5.Эволюционное естествознание: космология, космогония и геологическая эволюция; происхождение жизни; биологический эволюционизм; история жизни на Земле и методы исследования эволюции; генетика и эволюция.
6.Биосфера и человек: экосистемы; биосфера; человек в биосфере; глобальный экономический кризис.
1.2. Цели изучения дисциплины направлены на:
-понимание специфики естественнонаучного и гуманитарного компонентов культуры, ее связей с особенностями мышления;
-формирование представлений о ключевых особенностях стратегий естественнонаучного мышления;
-понимание сущности транс- и междисциплинарных связей и идей и важнейших естественнонаучных концепций, лежащих в основе современного естествознания;
- понимание сущности жизни, принципов основных жизненных процессов, организации биосферы, роли человечества в её развитии;
- понимание роли исторических и социокультурных факторов и законов самоорганизации и в процессе развития естествознания, техники и технологий, в процессе диалога науки и общества.
1.3. Задачи дисциплины:
- изучение и понимание сущности конечного числа фундаментальных законов природы, определяющих современный облик естествознания, к которым сводится множество частных закономерностей физики, химии, биологии, геологии, географии, а также ознакомление с принципами научного моделирования природных явлений;
-изучение и понимание роли исторических и социокультурных факторов и законов самоорганизации, как в процессе развития естествознания, техники и технологий, так и в процессе диалога науки и общества.
Учебно-методический комплекс дисциплины включает в себя: рабочую программу дисциплины (РПУД), материалы для практических занятий (темы и задания), материалы для организации самостоятельной работы студентов, контрольно-измерительные материалы (тесты по всем разделам и подразделам дисциплины), список литературы, глоссарий (тезаурус), а также дополнительные материалы в виде презентаций ряда тем дисциплины.
Достоинством данного УМКД является наличие практикума в 1530 тестовых заданий по всем разделам изучаемой дисциплины и тезауруса, содержащего толкование почти 1500 основных понятий и терминов современного естествознания. Тесты и тезаурус являются оригинальной разработкой, осуществленной под руководством и при личном участии автора данного УМКД в соавторстве с д.ф.-м.н., проф. В.П. Смагиным, доцентами А.В. Присяжнюком и Т.В. Танашкиной.
Место дисциплины КСЕ в структуре ОП специалитета
Курс КСЕ является одним из базовых учебных дисциплин математического и естественнонаучного цикла знаний федерального блока (компонента) государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ГОС ВПО).
Основное назначение дисциплины – содействовать получению широкого базового высшего образования, необходимости показать панораму наиболее универсальных методов и законов современного естествознания, продемонстрировать специфику рационального метода познания окружающего мира, сформировать целостный взгляд на мир.
Идея курса состоит в передаче гуманитариям элементов естественнонаучной грамотности, представлений об основополагающих принципах и концепциях естественных наук, складывающихся в единую картину мира.
К необходимым элементам курса КСЕ помимо самостоятельного изучения теоретического материала относятся самостоятельные практические занятия по усвоению материала, состоящие в знакомстве с тестами промежуточного и итогового контроля и подготовки ответов на них, а также в ряде случаев, предусмотренных учебными программами, подготовка реферата. Основной целью всех предусмотренных видов занятий является не только активизация теоретического материала курса, но и стимулирование самостоятельных размышлений о происходящем в природе. В основе дисциплины лежит меж- и трансдисциплинарное динамическое описание явлений и законов природы на базе эволюционно-синергетической
парадигмы или парадигмы самоорганизации, способных объединить естественнонаучную и гуманитарную компоненты культуры.
4. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
4.1. В результате теоретического изучения курса студент должен знать:
об основных этапах развития естествознания, галилеево-ньютоновской и эволюционно-синергетической парадигмах естествознания, особенностях современного естествознания;
о принципах научности, методологии и философии науки;
о концепциях пространства и времени;
о принципах симметрии и законах сохранения;
о понятии состояния в естествознании;
о корпускулярных и континуальных традициях в описании природы;
о динамических и статистических закономерностях в естествознании;
о соотношении порядка и беспорядка(хаоса) в природе;
о самоорганизации в живой и неживой природе;
об иерархии структур и элементов материи микро-, макро- и мегамиров;
о взаимосвязях физических, химических и биологических процессов;
о специфике живого, принципах эволюции, воспроизводства и развития живых систем, их целостности и гомеостазе;
о биологическом многообразии, его роли в сохранении устойчивости биосферы и принципах систематики;
о физиологических основах психики, социального поведения, экологии и здоровья человека;
о месте человека в истории Земли, об антропном принципе, о ноосфере и парадигме единой культуры;
о мега-истории Вселенной и тенденциях эволюции в ней.
4.2. В результате практического изучения дисциплины студент должен уметь:
- работать с научной литературой естественнонаучного и гуманитарного профиля, проводить глубокий творческий поиск;
- квалифицированно подготовить научный реферат по проблемам взаимодействия естественнонаучной и гуманитарной культур.
Перечень форм текущего, рубежного и промежуточного (семестрового) контроля по проверке освоения студентом программы дисциплины представлен в рабочей программе дисциплины.
В процессе изучения курса выполняются рейтинговые тестовые контрольные задания по теории, задания по практическим (семинарским) занятиям. На основании этих контрольных работ выставляется экзаменационная оценка или зачет.
5. Объем и сроки изучения дисциплины
Последние регламентированы учебным планом специальности
Лекционные занятия. Лекции по курсу КСЕ являются дополнительным видом занятий, в которых должны быть реализованы поставленные цели и задачи. Главная опора должна быть сделана на ведущие концептуальные представления естественных наук, упорядоченные в соответствии с общепринятой их иерархии.
Семинарские (практические) занятия. Необходимым элементом при изучении курса, помимо лекций, являются семинарские занятия. Основной их целью является не только активизация изучения лекционного материала курса, но и стимулирование самостоятельных размышлений о происходящем в природе, о взаимосвязях в отдельных учебных и научных дисциплинах, ознакомление с библиотечной базой вуза и города, умением самостоятельно отыскать материал по заданной теме.
Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентов. Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работой обеспечивается проведением семинарских занятий, которые призваны углубить и расширить полученные на лекциях сведения, не обязательно повторяя лекционный материал. Этим же целям служат выполняемые студентами в рамках предусмотренной самостоятельной работы и защищаемые на семинарских занятиях рефераты.
-
№
п/п
|
Раздел
Дисциплины
|
Семестр
|
Неделя семестра
|
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)
|
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
|
Лекций
|
Лабораторных
|
Самостоят. работа
|
Практических
|
|
1
|
Протоестествознание (модуль №1)
|
1
|
1-2
|
8
|
|
30
|
3
|
Решение тестовых заданий. Контрольный тест
|
2
|
Естествознание организованной простоты
(модуль №2)
|
1
|
3-5
|
8
|
|
30
|
3
|
Решение тестовых заданий. Контрольный тест
|
3
|
Естествознание неорганизованной сложности (модуль №3)
|
1
|
6-8
|
8
|
|
30
|
4
|
Решение тестовых заданий. Контрольный тест
|
4
|
Естествознание самоорганизующихся систем (модуль №4)
|
1
|
9-12
|
6
|
|
30
|
4
|
Решение тестовых заданий. Контрольный тест
|
5
|
Философия и инструмен
ты естест-вознания
(модуль №5)
|
1
|
13-15
|
6
|
|
30
|
4
|
Рейтинговый контрольный тест для допуска к экзамену
|
Экзамен проводится по рейтинговой системе: допуск к экзамену осуществляется при 40 набранных баллах, количество баллов, отводимых на экзамен – 40.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИСЦИПЛИНЫ
«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
-
Тема 1 . ПРОТОЕСТЕСТВОЗНАНИЕ, АНТИЧНОЕ И СРЕДНЕВЕКОВОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
|
1. Роль и значение мифов в становлении протоестествознания и античной науки
|
2. Античные ближневосточные цивилизации
|
3. Античная Эллада (Древняя Греция)
|
|
|
4. Античный Рим
|
5. Античный Китай
|
6. Античная Индия
|
7. Арабское Средневековье
|
8. Древняя Месоамерика (Центральная Америка) – естествознание народа майя
|
9. Древние и средневековые Византия и Русь
|
|
|
Тема 3 . ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ НЕОРГАНИЗОВАННОЙ СЛОЖНОСТИ – ПОЛЕВОГО И КВАНТОВОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
1. Электромагнитное поле Фарадея-Максвелла, электромагнитное взаимодействие и принципы специальной теории относительности – теории пространства-времени и движения Эйнштейна и Минковского
|
2. Поле всемирного тяготения, гравитационное взаимодействие и принципы общей теории относительности – теории пространства, времени, материи и движения Эйнштейна
|
3.Концепции и принципы квантового естествознания
4.Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы систематики элементарных частиц и квантовой хромодинамики
|
|
|
|
|
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
|
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
|
-
Тема 4. КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ И КОСМОГОНИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ И ГИПОТЕЗЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ О ВСЕЛЕННОЙ
|
1. Вселенная как понятие и объект познания
|
2. Планеты, звезды, галактики и их структуры во Вселенной
|
3. Начало научной космологии, фридмановские космологические модели, разбегание галактик и расширение Вселенной
|
4. Космогоническая гипотеза Лемэтра. Гипотеза Гамова “горячей сингулярности”, Большой взрыв и ранние эпохи Вселенной
|
5. Реликтовое излучение Гамова
|
Космологический Горизонт и крупномасштабная (ячеистая) структура Вселенной
7. Темная энергия и темная материя Вселенной как факт её ускоренного расширения . Понятие об антитяготении (антигравитации)
|
|
Тема 5. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ О ЗЕМЛЕ И ПЛАНЕТАХ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
|
1. Образование планетных систем
|
2. Строение и эволюция Земли
|
3. Географическая оболочка и жизненные процессы на Земле
|
Тема 6. КОНЦЕПЦИИ И ПРИНЦИПЫ ХИМИЧЕСКОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
|
1 Гипотезы о происхождении химических элементов
|
2. Ремесленная химия и алхимия античности и Средневековья
|
3. Главная задача химии и основные этапы её развития
|
4. Концепции химии об элементах и периодический закон Менделеева химических элементов
|
5. Концепции структуры химических соединений (структурной химии)
|
6. Концепции и законы химических процессов (реакций)
|
7. Концепции и принципы эволюционной химии и самоорганизации эволюционных химических систем
|
Тема 7. КОНЦЕПЦИИ И ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
|
1. Объекты биологического познания и структура биологических наук
|
2. Геохронологическая шкала, концепции начала и эволюции жизни.
|
3. Проблема возникновения жизни и генетического кода
4. Наследование жизни и законы генетики Менделя
5. Хромосомная теория наследственности Моргана
6. Биосинтез белков. Кодирование наследственной информации
|
Энергетические и энтропийные процессы (энергетика) жизни
Происхождение и эволюция человека
|
Тема 8. АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП, ПАНКОСМОГЕНЕЗ И МЕГА-ИСТОРИЯ ВСЕЛЕННОЙ
|
1. О понятии Мега-истории Вселенной
|
2. Предыстория антропного принципа
|
3. Этапы и процессы панкосмогенеза
|
4. О базовых параметрах Вселенной и Галактики (Млечного Пути)
|
5. Тонкая согласованность физических законов и мировых констант
|
6. Магия (мистика) больших чисел
|
7. Слабая формулировка антропного принципа
|
8. Сильная и сверхсильная формулировка антропного принципа
|
9. О кризисе планетарного цикла Мега-истории Вселенной
|
|
|
Тема 9. КОНЦЕПЦИИ ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕОРИЙ САМООРГАНИЗАЦИИ
|
1. Возникновение и становление концепций постнеклассического естествознания
|
5. Природные диссипативные структуры (стихии)
|
6. Фракталы, сети и сетевые структуры природы и общества
|
7. Фундаментальные концепции постнеклассического естествознания
|
6. Основные этапы развития научной рациональности – классический, неклассический и постнеклассический
|
|
Тема 10. ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
|
1. Определение науки в целом и естествознания как отрасли науки
|
2. Наука и не-наука. Принципы или критерии научности
|
3. Структура, эмпирический и теоретический уровни естественнонаучного познания
|
4. Методы научного познания
|
5. Философия науки и динамика научного познания в концепциях К. Поппера, Т. Куна и И. Лакатоса
|
6. Основные этапы развития научной рациональности – классический, неклассический и постнеклассический
|
|
|
|
Тема 11 . МАТЕМАТИКА КАК ИНСТРУМЕНТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ВЫРАЖАЕМАЯ ЕЙ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ МИРА
|
1. Математизация как принцип целостности естествознания
|
2. Математика, математическая истина и теория познания
|
3. Непостижимая эффективность математики
|
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
(тестовые задания по всем разделам, подразделам и темам учебной дисциплины)
Тестовые задания представлены в разделе Контрольно-измерительные материалы данного УМКД
контроль достижения целей курса
Контрольные и тестовые задания для промежуточной самостоятельной оценки качества освоения курса КСЕ
Контрольное задание к теме 1.
1. Что характерно для натурфилософского понимания природы?
2. Укажите основные принципы атомистического учения древних греков.
3. Что представляет собой космологическая модель Вселенной Аристотеля?
4. Укажите основные идеи о первоэлементах или началах и их авторов.
5. Сформулируйте основные положения логики Аристотеля.
6. Когда появилось слово «физика» и что оно означало в древности и означает сейчас?
7. Дайте краткую характеристику физических и космологических представлений Аристотеля.
8. Каково значение геоцентрической системы мира, обоснованной Птолемеем?
9. Какое значение для естествознания сыграли апории Зенона?
10. В чем основная суть пифагорейской натурфилософской школы?
11. В чем проявляется сходство античной науки и древневосточной (китайской и индийской), а также их различие, разведшее западную и восточную цивилизации на тысячелетия?
12.Существуют ли параллели некоторых взглядов в восточной естественнонаучной философии и современным естествознанием?
13. Какую роль сыграли в истории становления науки мифы?
Тестовые задания по теме 1.
1. В античное время гипотезу о центральном положении Солнца в картине небесных сфер первыми высказали:
а) Конфуций и Лао-цзы; б) Гиппарх и Евдокс; в) Пифагор и Аристарх; г) Лао-цзы и Платон; д) Анаксагор и Гераклит; е) Фалес и Эпикур.
2. Демокрит и Левкипп учили, что атомы различаются между собой:
а) положением, величиной, сочетанием; б) формой, порядком, положением; в) подвижностью, формой, порядком; г) величиной, порядком, сочетанием; д) формой, сочетанием.
3. Закон логики, сформулированный Лейбницем, в дополнение к трем законам логики Аристотеля, имеет название закона:
а) тождества; б) достаточного утверждения; в) амбивалентности; г) достаточного основания; д) достаточного подтверждения; е) непротиворечивости; ж) эквивалентности.
4. Кто утверждал, что скорость падающего тела зависит от его веса?
а) Гераклит; б) Архимед; в) Аристотель; г) Аристарх; д) Фалес; е) Анаксимен.
5. Аристотель формулировал отсутствие пустоты, полагая, что:
а) атомы занимают все области пространства; б) в таком случае движение тел было бы вечным и неизменным, чего нет в бытии; в) бытие не терпит пустоты; г) небытия нет;
д) атомов, заполняющих пространство бытия, нет.
6. Что главное утверждало учение Клавдия Птолемея в многотомном трактате «Альмагест»?
а) космоцентризм; б) относительность небесных сфер; в) геоцентризм; г) пантеизм;
д) гармонию небесных сфер; е) антропоморфизм космоса; ж) панкосмизм.
|
