Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля





Скачать 223.26 Kb.
НазваниеПрограмма курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля
Дата публикации20.11.2014
Размер223.26 Kb.
ТипПрограмма курса
100-bal.ru > Культура > Программа курса

Идентификатор 232-652-272





Муниципальное образовательное учреждение

«Гуманитарно-юридический лицей № 86»

Город Ижевск















Программа курса по выбору

Введение в синергетику

для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля

Составитель: Сорокина С.А.

учитель биологии и химии


2007г.

Пояснительная записка
Каждый старшеклассник при получении школьного образования должен иметь возможность расширить свои знания, кругозор, поднять свой культурный уровень вне зависимости от специальности, которую он выбирает. Отдельные отрасли знаний — естественные, гуманитарные, технические — не формируют целостного представления об окружающем мире, поликультурной грамотности. Понятно, что без целостности знания нет целостности мировосприятия, мировоззрения, а, следовательно, и полноценной личности, осознающей свою ценность, место и роль в мире. Кроме того дискретность, разрывность знания дезадаптирует личность, провоцирует психологическое напряжение, агрессивность. снижает возможность социализации.

Преодолеть разобщенность школьных предметов, показать взаимное влияние различных наук и их взаимодействие с миром культуры позволит синергетический подход. Синергетическое мышление дает понимание связей между естественными и гуманитарными науками, повышает интерес учащихся к их изучению, что поможет определиться с выбором профессии, своего места в обществе.

Элективный курс «Введение в синергетику» междисциплинарный, базируется на физике, химии, биологии, математике, истории, экономике, психологии, информатике. Междисциплинарный курс «Введение в синергетику» (синонимы «Эволюция сложных систем», «Единство многообразия») излагает единый подход к анализу и изучению динамики сложных систем разной природы (естественнонаучные, социокультурные и др.). Выявляет общую структуру процессов эволюции - развитие через накопление неустойчивости, бифуркации и самоорганизацию. Междисциплинарный курс – это попытка адаптировать к школьной практике:

- новейшую научную парадигму конца ХХ и начала ХХI веков «Синергетику»;

- компьютерное моделирование в качестве метода исследования и прогнозирования динамики систем различной природы.

Основной целью этого курса является формирование мировоззрения обучающихся.

Для достижения этой цели в ходе практической реализации курса планируется решить следующие задачи:

1. Ознакомление обучающихся с основными понятиями и подходами синергетики.

2. Сформировать нелинейный стиль мышления обучающихся, понимания истоков экологических проблем современности, их глобальной значимости в настоящее время.

3. Развитие умений анализировать, устанавливать причинно-следственные связи при изучении процессов развития и самоорганизации, происходящих в обществе и природе .

4. Развитие способностей к самообразованию, трансформации и переносу синергетических знаний с одного предмета на другой в новых условиях.

5. Расширение кругозора обучающихся, повышение научного и культурного уровня, мотивации к обучению, социализация обучающихся через самостоятельную деятельность. Междисциплинарный курс – это попытка адаптировать к школьной практике:

-новейшую научную парадигму конца ХХ и начала ХХI веков «Синергетику»;

-компьютерное моделирование в качестве метода исследования и прогнозирования динамики систем различной природы.

Курс «Введение в синергетику» является экспериментальным в плане поиска и наполнения его содержания, форм и методов, а также включения в учебный процесс разработок программного, методического обеспечения.

Программа элективного курса «Введение в синергетику» составлена на основе лекций «Путь в синергетику» Безручко Б.П., Короновского А.А., Трубецкова Д.И. Храмова А.Е., а также методических пособий профессоров Меньшикова И.В., Солодовой Е.А. Это во многом соответствует программе курса «Синергетика-новое мировидение» для 11 класса гимназий, рекомендованной Департаментом общего среднего образования Министерства образования Российской Федерации. 2004г.

Элективный курс базируется на обязательных учебных предметах естественнонаучного направления и затрагивает многие вопросы, находящиеся на стыке с гуманитарными науками, что демонстрирует его междисциплинарность.


Планируемые общие и специальные компетентности обучающихся.

В результате изучения элективного курса обучающиеся научатся следующему:

Называть:


  • основы базовых дисциплин, составляющих фундамент синергетики; имена выдающихся ученых — естественников и философов, внесших вклад в развитие синергетической картины мира;

  • важнейшие синергетические понятия, законы, объекты и методы изучения;

  • причины, приведшие к дифференциации и интеграции научных дисциплин на современном этапе развития общества.

Характеризовать:


  • синергетический подход при изучении явлений различной природы (естественнонаучной, социогуманитарной);

  • системы разной сложности, ее переменные и управляющие параметры;

  • историко-философские аспекты современной естественнонаучной картины мира.

Обосновывать:


  • значение системного подхода к познанию окружающего мира;

  • неизбежность синтеза естественнонаучного и социогуманитарного знания в эпоху информационной цивилизации.

Сравнивать:


  • процессы возникновения и развития самоорганизующихся систем различной природы;

  • естественнонаучные и социогуманитарные подходы современной науки к рассмотрению глобальных проблем современности.

Оценивать:


  • роль моделей и моделирования в современной науке;

  • синергетику как основу сближения гуманитарной и естественнонаучной форм культуры;

  • информацию о современных междисциплинарных исследованиях, их практическое и нравственно-этическое значение.

Приводить примеры:


  • Трансдисциплинарности – переноса методов, применяемых для изучения одного объекта на другой;

  • самоорганизации в живой и неживой природе.

Делать выводы:


  • о системном подходе в решении сложных проблем человечества;

  • о значимости коэволюции человека и природы.

Участвовать:


  • в обсуждении научных проблем современности, в дискуссиях, формулировать собственную позицию и отстаивать ее в споре, используя различные сведения для аргументации;

в коллективной работе по поиску и систематизации дополнительной информации при подготовке к семинарам или выполнении проекта.



Формы организации занятий и технологии обучения.

Преподавание элективного курса предусматривает внедрение современных образовательных технологий, содействующих эффективному развитию творческого потенциала у обучающихся, индивидуализации и персонализации образования.

Старшая школа ориентирована в большей степени на поступление в вуз, следовательно, и преобладающими формами занятий должна быть вузовская система. В этой связи при изучении курса предусматривается лекционно-семинарская система занятий, выполнение практических работ, проектная деятельность, дискуссии, предполагающие творческое погружение обучающихся в ту или иную ситуацию, школьные конференции.

В процессе изучения курса предусматривается творческая работа обучающихся с литературой, информацией на электронных носителях и в сети Интернет, формирование умений реферирования, публичного выступления. Самостоятельная деятельность обучающихся будет содействовать развитию исследовательских и прогностических умений, смена форм учебной деятельности может стать одним из факторов развития компетентностей обучающихся.

На школьной лекции предусматривается обобщенное изложение материала, раскрытие основных ключевых позиций.
Семинар является специфической формой организации учебной деятельности, предполагающей творческое изучение программного материала. На этих занятиях происходит углубление, расширение и детализация материала. Подготовка к ним предусматривает организацию индивидуальной и групповой работы обучающихся, творческий поиск информации из дополнительной литературы и электронных источников, развитие умений самостоятельно добывать, анализировать, обобщать, закреплять знания и делать выводы. Семинары могут проводиться в форме выступлений обучающихся на основе докладов и рефератов, в виде диспутов, дискуссий, круглых столов, дидактических игр и др.

На базе учебного материала особое внимание уделяется проектной деятельности обучающихся по наиболее интересным и актуальным проблемам. Работа над проектом позволяет проявить интеллектуальные способности обучающихся, продемонстрировать уровень владения знаниями и умениями, способность к самообразованию и самоорганизации. В этом случае обучающиеся синтезируют знания в ходе их поиска, интегрируют информацию смежных дисциплин, ищут эффективные пути решения задач проекта.

Важным фактором является также совместная деятельность и сотрудничество в группах, в результате которых всесторонне проявляются компетентности личности. В программе предусматриваются широкие возможности для реализации межпредметных связей. При изучении ряда тем и организации семинарских занятий, конференций, защиты проектов возможно привлечение преподавателей истории, литературы, физики, географии, химии, искусства.

Кроме того, в рамках реализации синергетических идей в гимназии также организуются встречи с учеными, занимающимися вопросами самоорганизации систем различной природы.

В структурном отношении новизна курса основана на введении системно-модульного подхода- определено 4 модуля. Содержание учебного материала в структуре каждого модуля представлено 6-11 учебными занятиями. Условно их распределение в модуле выглядит следующим образом: 3-4 урока с преобладанием нового знания, в т. ч. из них 2-3 с практико-ориентированным компонентом. Следующие 5-6 уроки с усилением проблемности и введением элементов интеллектуального тренинга, затем обобщающие и заключительные. В планировании интегрированные знания отражены в заключительных уроках каждого модуля, но построены на качественно новом уровне. В совокупности эти уроки составляют логический ряд, часть из них вынесена в новую систему дополнительного образования- «Открытая синергетическая школа»( см. приложение)

Курс рассчитан на 34 часа учебных занятий и рекомендован для обучающихся 10-11 классов физико-математических профилей.

.

Формы текущего и итогового контроля
Оценивание результатов достижений учащихся происходит через зачетную систему. Зачет выставляется по каждому разделу курса на основании личного участия школьника в семинарах, дискуссиях, проектной деятельности, выполнении практической работы. Курс завершается публичной защитой индивидуальных или коллективных междисциплинарных проектов.

Содержание курса
Общее количество часов-34.
Введение(1ч)

«Единое в многообразии» - междисциплинарный подход при изучении явлений природы.

Синергетика. Предмет, задачи и основные понятия синергетики. Корифеи синергетики - Г. Хакен, И. Пригожин, Л.Мандельштам, Ю.Данилов, С.Курдюмов, Г.Малинецкий и др.

Модуль 1. Методы познания мира. Моделирование.(7ч.)

Экспериментальные методы исследования: наблюдение, измерение, эксперимент.

Теоретические методы исследования: классификация, систематизация, анализ, синтез, индукция, дедукция, моделирование.

Модели, их познавательная роль. Материальная и теоретическая модель. Иерархия моделей. Математическое и компьютерное моделирование.
Практические работы:

1.Выполнение междисциплинарных исследований по теме «Город, в котором мы живем».

2.Анализ взаимодействия «хищник-жертва» с использованием компьютерной модели.

Семинар «Роль моделей и моделирования в современной науке».

Межпредметная конференция «Город, в котором мы живем»
Модуль2. Системы различной природы (9ч.).

Синергетическая картина мира. Пространственно-временные характеристики макромира, мегамира, микромира.

Система. Сложная система. Иерархичность. Гомеостатичность.

Качественная классификация систем: статическая и динамическая, изолированная и открытая, равновесная и неравновесная, линейная и нелинейная, консервативная, диссипативная, устойчивая и неустойчивая.

Биосфера как открытая, нелинейная экологическая система.

Симметрия в природе. Фракталы. Фракталы в физике, фракталы в природе.

Практические работы:

3.Компьютерная работа «Фракталы и компьютерная графика».

4.Динамическая система.

5.Наблюдение с помощью мультимедийных приложений эффектов,

связанных с созданием систем на основе синергетических принципов.

Семинар « Синергетическая картина мира».
Модуль 3. Общность в системах различной природы. Нелинейная динамика.(6ч.).

Колебательные и волновые явления в системах различной природы. Колебания. Линейные колебания и их свойства. Колебания маятника. Нелинейные колебания. Аттрактор. Автоколебания и их свойства. Колебания в экономике и истории. Колебания климата на Земле. Колебания в химических, биологических и геофизических системах.

Волны. Свойства волновых движений. Волны на воде. Нелинейные волны. Ударные волны. Уединенные волны (солитоны). Примеры волновых движений в системах различной природы.

Практические работы:

6.Компьютерная работа «Математический маятник».

7.Компьютерная работа «Моделирование биологических ритмов».

8.Компьютерная работа «Коммерческая фирма» (Изучение динамики изменений прибыли).

Семинар «Статистика порядка и хаоса».

Модуль.4. Эволюция (динамика) систем. Самоорганизация(11ч.).

Энтропия. Необратимость. Между порядком и хаосом.

Структуры: понятия, классификация. Основные закономерности самоорганизации в природе. Причины и условия самоорганизации. Примеры процессов структурообразования в гидродинамических системах (ячейки Бенара, рябь Фарадея и др.). Флуктуации. Бифуркации и спонтанное нарушение симметрии.

Самовоспроизведение живых систем. Самоорганизация в развитии организмов. Этапы онтогенеза и их регуляция.

Эволюция природы. Эволюция и теория катастроф. Рождение Вселенной.

Формирование солнечной системы. Гипотезы возникновения жизни на Земле.

Принципы эволюции живых систем. Дарвиновская триада (изменчивость, наследственность, отбор) и ее обобщение в естествознании. Современные эволюционные концепции. Эволюция человека. Примеры самоорганизации в человеческом обществе.

Коэволюция природы и цивилизации.

Практические работы:

9.Ячейки Бенара.

10. Компьютерная игра «Искусственная жизнь»

11.Наблюдение с помощью мультимедийных приложений эффектов,

связанных с процессами самоорганизации в природе.

12.Компьютерное моделирование динамики популяций10-11.

Семинар «Самоорганизация в живой и неживой природе».

Межпредметная конференция «Коэволюция человека и природы».

Учебно-тематический план






п/п

Наименование темы ( модуля)

Всего часов

В том числе

Форма контроля




лекции

Практи-

ческие

семинары




1.

Введение

1

1













2.

Методы познания мира. Моделирование.

7

3

2

2

Защита междисципли-

нарных проектов.




3.

Системы различной природы.

9

5

3

1

Отчеты по практическим работам.

Тестирование.

Участие в семинарах.




4.

Общность в системах различной природы. Нелинейная динамика.


6

2

3

1

Отчеты по практическим работам.




5.

Эволюция (динамика) систем. Самоорганизация.

11

3

5

3

Отчеты по практическим работам.

Защита междисципли

нарных проектов.










1




2










































































































4.








































5.


























































Учебно-методическое обеспечение элективного курса.

Реализовать данную программу можно, используя:

1. Учебник «Естествознание»10 класс,И.Ю.Алексашина.2007.

2. Курс в десяти лекциях «Путь в синергетику» Б.П.Безручко, А.А.Короновский,,Д.И.Трубецков.М.:Мир.2005.

3.Методическое пособие «Колебания и волны для гуманитариев»Трубецков. Д. И. Саратов : Изд. ГосУНС «Колледж»,1997

4.Методическое пособие «Формирование единой картины мира» Сорокина С.А. Ижевск, 2004

5.Математика. Компьютер. Образование. Сборник научных трудов под ред. Ризниченко Г.Ю. Выпуск 11, часть 1. М.-Ижевск: НИЦ, 2004//Харитонова В.А., Буданов В.Г., Сорокина С.А. Синергетика коллективного творчества в междисциплинарных образовательных проектах. Опыт Открытой синергетической школы.
6.Соросовский образовательный журнал. Доступен через Интернет по адресу:www.insep.rssi.ru/cgi-bin/nbr/pl

6.Список используемых Интернет-сайтов:

-htt//spkurdyumov narod ru/Obrazo/htm

-htt//www/krugosvet/ru



список литературы для учителя

1.Алексашина И.Ю. Естествознание. Методика преподавания. М.:

Просвещение,2007.

2. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1981.

3. Глас И. Ударные волны и человек. М.: Мир, 1986.

4. Данилов Ю.А. Лекции по нелинейной динамике. М.: Постмаркет, 2001; 2-е изд. М.: КомКнига, 2005

5. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Наука, 1997; 3-е изд. М.: УРСС, 2003.

6. Климонтович Ю.Л. введение в физику открытых систем. М.: Янус-К, 2002.

8. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. СПб.: Алтейя, 2002

9. Краснощеков П.С., Петров А.А. принципы построения моделей. М.: Изд-во МГУ, 1983.

10. Математическое моделирование/ Под ред. Дж.Эндрюса и Р.Мак-Лоуна; Пер. с англ. М.: Мир, 1979.

11. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.: Мир, 1990

12. Пайтген Х.-О., Рихтер П.Х.Красота фракталов. Образы комплексных динамических систем. М.: Мир, 1993.

13. Синергетическая парадигма: Нелинейное мышление в науке и искусстве. М. Прогресс-традиция, 2002.

14. Сноу Ч.П. Две культуры. М.: Прогресс, 1973.

15. Трубецков Д.И., Мчедлова Е.С., Красичков Л.В. Введение в теорию самоорганизации открытых систем. М.: Физматлит, 2002.

16. Трубецков Д.И. Введение в синергетику. Хаос и структуры. М.: УРСС, 2004.

17. Трубецков Д.И. Колебания и волны для гуманитариев. Саратов: Изд-во ГосУНЦ «Колледж», 1997.

18. Федер Е. Фракталы. М.:, 1991.

19. Хакен Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.:, 1985.

20. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980

21. Хорафас Д.Н. Системы и моделирование. М.: Мир, 1967

22. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М.: Мир, 1987.

23. Nature’s Chaos. Photographs by Eliot Porter. Text by James Gleick. Compiled and Edited by Janet Russek. Viking. 1990.

Список литературы для ученика


1.Алексашина И.Ю. Естествознание.-10 класс Учебник. М.:

Просвещение,2007.

2.Данилов Ю.А. Лекции по нелинейной динамике. М.: Постмаркет, 2001; 2-е изд. М.: КомКнига, 2005

3.Ризниченко Г.Ю.Математические модели в экологии.М.:МГУ,2004

4. Трубецков Д.И. Колебания и волны для гуманитариев. Саратов: Изд-во ГосУНЦ «Колледж», 1997.

5. Федер Е. Фракталы. М.:, 1991.

6.Чернавский Д.С. Синергетика и информация. М.:МГУ ,2005
.


Приложение

Темы для исследовательских работ и рефератов

по тематике курса




  1. Биологические часы.

  2. Биоэнергетика клетки.

  3. Бифуркации и спонтанное нарушение симметрии.

  4. В.И.Вернадский о ноосфере.

  5. Великие эксперименты - эксперимент Шпемана, опыт Майкельсона - Морли, опыт Резерфорда.

  6. Время и пространство в науке.

  7. Гелиобиология.

  8. Геном человека и генная терапия.

  9. Динамические системы.

  10. Динамический хаос.

  11. Здоровый образ жизни с позиций второго закона термодинамики.

  12. Земля как самоорганизующаяся климато-экологическая система.

  13. Искусство и синергетика.

  14. Кибернетика и синергетика.

  15. Колебательные процессы в биологических и химических системах.

  16. Конвективные ячейки (ячейки Бенара, рябь Фарадея, вихри Тейлора, структуры Тьюринга).

  17. Коэволюция человека и природы.

  18. Кровеносная система и процессы свертывания крови с точки зрения синергетики.

  19. Линейность и нелинейность.

  20. Математический аппарат синергетики: модели динамики численности народонаселения.

  21. Математический аппарат синергетики: модели развития биологических популяций.

  22. Математический аппарат синергетики: теория катастроф.

  23. Модели и окружающий нас мир

  24. Модели экосистемного ответа на воздействие человека.

  25. О колебаниях в истории.

  26. Обратимость и стрела времени: между порядком и хаосом.

  27. Организация и самоорганизация в живой природе.

  28. Отчего у леопарда пятна на шкуре?

  29. Роль симметрии и антисимметрии в научном познании.

  30. Современные проблемы астрофизики.

  31. Солитоны.

  32. Тенденция интеграции естественных и гуманитарных наук на пути решения глобальных проблем.

  33. Традиции и революции в науке

  34. Упорядоченность, неупорядоченность и энтропия.

  35. Фракталы.

  36. Что такое открытая система?

  37. Экологический бумеранг.

  38. Эталонные модели синергетики: автоволны.

  39. Эталонные модели синергетики: маятники.

  40. Эталонные модели синергетики: нелинейное уравнение диффузии.


Лекция «Синергетика .предмет,задачи,основные понятия».
Синергетика –наука о самоорганизации систем различной природы.

Синергетику, которая занимается поисками единого в самых разнообразных системах, можно рассматривать как науку, стремящуюся возвратить единство в разрозненную картину мироздания.

В 1982 году на конференции по синергетике Г.Хакен говорил :«Информацию, перегруженную огромным количеством деталей, затемняющих существо дела, необходимо сжать, превратив в небольшое число законов, концепций или идей. Синергетику можно рассматривать как одну из таких попыток».

Синергетика возникла не на ровном месте – она появилась как объединение на более высоком уровне знаний, идей и методов различных наук, у каждой из которых она заимствовала что-либо. Сразу же следует отметить, что синергетика не является одной из пограничных наук, которые возникают на стыке двух различных дисциплин, как, например, физическая химия или химическая физика. (Наука, в чью предметную область осуществлено «вторжение», представляется в названии существительным, а «вторгающаяся» наука, средства которой используются при исследовании, представлена прилагательным. Так, например, математическая биология занимается исследованием традиционно биологических объектов математическими методами). Замысел профессора Хакена заключался в том, чтобы синергетика играла роль метанауки, которая подметает и изучает общие закономерности различных систем, которые частные науки считают своими. Поэтому, в отличие от пограничных наук, которые действуют в довольно узкой полосе двух смежных наук, синергетика извлекает системы, которые представляют для нее интерес из самой глубины предметной области частных наук, с тем, чтобы проводить исследование, не апеллируя к природе данной системы, а используя свои специфические средства и «интернациональный» междисциплинарный язык. Язык, который, при соответствующей подготовке, может быть понятен представителям разных, в том числе и гуманитарных наук.

Отвлекаясь от изначальной природы изучаемой системы, синергетика сводит ее до модели, которая затем изучается методами синергетики (которые, в свою очередь, также привнесены в синергетику из других наук и переосмыслены ею). Оказывается, подчас системы совершенно различной природы с помощью синергетических методов могут быть сведены к одной модели, а тогда все результаты, являющиеся достоянием одной из наук, могут быть ( с известной долей осторожности) перенесены в другую науку и сделаны доступным для специалистов этой науки. А поскольку синергетика представляет собой объединение на более высоком уровне большого числа частных наук, несомненно, такое объединение является весьма полезным и многообещающим. Разумеется, не все на самом деле так просто, как на словах – и подобный процесс установления связей между различными системами через адекватную модель может быть очень сложным; он требует определенной квалификации специалиста, «синергетического воспитания». Разумеется, не менее сложен и процесс изложения результатов, полученных синергетикой, на «национальном» языке той науки, к которой принадлежит рассматриваемой явление. Процесс установления связей накладывает определенные требования и на саму модель, на процесс ее построения и толкования результатов. О том, что такое модель», какой она может быть, как связан процесс построения модели с познанием мира, какие бывают модели, обо всем этом у нас пойдет обстоятельный разговор в следующих лекциях.

Сейчас же хотелось остановиться на некоторых основных дисциплинах, на фундаменте которых появилась синергетика, объекты и методы исследования которых она в себя впитала. Синергетику можно рассматривать как правопреемницу и продолжательницу многих естественно - научных дисциплин, и, пожалуй, в первую очередь (но не только) теории колебаний.

С колебаниями – процессами или явлениями, обладающими той или иной степенью повторяемости – каждый из нас в своей жизни встречается постоянно. Колебания бывают самые разнообразные – каждый из вас может привести различные примеры колебаний: это и переменный ток в наших домах, и биение нашего сердца, и музыка, звучащая из радиоприемника, и колебания температуры в течение суток, и колебания цен на рынке – все это различные виды колебаний. Разумеется, колебаниями электрического напряжения занимается физика, колебаниями сердца – физиология, колебаниями температуры – метеорология, а колебаниями цен – экономика. Каждая из этих наук изучает и объясняет эти колебания по-своему, с учетом сложившегося исследовательского аппарата, традиций и т.п. Но при таком подходе очень легко пройти мимо того очевидного факта, что все это – колебания, что они не просто похожи, но имеют общие закономерности. Именно исследованием общих закономерностей колебательных движений и занимается теория колебаний, отвлекаясь от частных черт изучаемых систем. Не правда ли, все, что говорилось сейчас о теории колебаний, очень похоже на то, что говорилось раньше о синергетике? Так оно и есть, и теория колебаний, а в особенности теория нелинейных колебаний, ее идеология и методология, представляет собой одну из основоположников нелинейной теории колебаний является наш соотечественник Л.И.Мандельштам.

Логическим продолжением теории нелинейных колебаний является теория волновых процессов – развитие и распространение идей теории колебаний на распределенные системы. «Что такое распределенная система?» - спросите вы. Очень просто – представьте себе, что вы сидите на берегу речки и ловите на поплавочную удочку рыбую рыба что-то не клюет, и вы изучаете движение поплавка на поверхности воды. Если вас интересует только ваш поплавок и ничего более, то вы исследуете колебания поплавка во времени в одной точке поверхности водоема – эти типичная система со сосредоточенными параметрами. Все оказывается сосредоточено в одной точке (точке, где находится поплавок), а все изменения происходят только во времени – поплавок то опускается, то поднимается – словом, происходят типичные колебания. И задача эта – для теории колебаний. Если же вас интересуют помимо поплавка еще и волны, расходящиеся от него по поверхности, то вы изучаете уже поведение распределенной системы – ситуация оказывается как бы распределенной по пространству: в каждой точке пространства происходят колебания во времени, но ситуация в одной точке отличается от ситуации в другой. Таким образом, вы изучаете процессы,, происходящие как во времени, так и в пространстве. Итак, если для вас оказывается существенной зависимость динамики системы от координат и времени – вы изучаете систему с распределенными параметрами. Подобными системами занимается уже теория волновых процессов.

Из теории волновых процессов берет свое начало теория автоволновых процессов, также передавшая синергетике часть своего аппарата. Чем теория автоволновых процессов отличается от теории волновых процессов? И так и другая занимаются изучением распределенных систем, но теория волновых процессов изучает пассивные системы, т.е. такие системы, в которых распространение волн может начаться только после того, как какой-либо внешний источник внес внешнее возмущение в систему, вывел ее из состояния равновесия: так, камень, брошенный в водоем, порождает волны на поверхности воды, расходящиеся от точки падения камня, колокол порождает звуковые волны в воздухе и т.п. Во всех вышеописанных случаях энергия распространяющейся волны была привнесена в распределенную систему извне. В то же время, существуют так называемые активные среды, в которых запасена энергия, необходимая для возникновения и распространения волн. Степь, покрытая сухой травой, по которой распространяется огонь, является автоволновой средой, само пламя – автоволной, а сам пример входит в число классических примеров как теории автоволновых процессов, так и синергетики.





Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconПрограмма элективного курса для учащихся 10- 11 классов естественно...
Программа предназначена для учащихся 10- 11 классов, перед которыми стоит проблема самоопределения относительно выбора профессии...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля icon«Химия и красота»
Данный курс разработан для учащихся 9-х классов, ориентирован на выбор ими естественно научного профиля обучения в старшей школе...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconРассмотрено Согласовано «Утверждаю»
Программа предназначена для учащихся 11 класса естественно-научного профиля. В ней представлены все основные типы расчётных задач,...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconОпрос по выбору профиля для 9-х классов дает следующие результаты
...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconПрограмма элективного курса для учащихся 10 11 классов «Деловой немецкий»
Элективный курс предназначен для обучающихся 10-11 классов школ с углубленным изучением немецкого языка гуманитарного и филологического...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconРабочая программа курса по выбору «К тайнам мысли и слова» 9 класс
Учебная программа курса по выбору "К тайнам мысли и слова" (8 ч.) содержит материал о лексическом богатстве русского языка, способствует...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconПрограмма элективного курса по биологии "Клетки и ткани"
Он предназначен для учащихся 10-11 классов медико-биологического профиля, а также для учащихся, проявляющих интерес к цитологии....
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconАннотация к рабочей программе учебной дисциплины
Физическая антропология относится к дисциплинам по выбору студента естественно-научного и медико-биологического цикла дисциплин
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconПрограмма курса по выбору «Орнитология» предназначена для студентов...
Автор программы: к б н., доцент, зав кафедрой биологии и химии Марина Николаевна Харламова
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconПрограмма курса по выбору «Орнитология» предназначена для сту­дентов...
«Биология»; 050102, 032400. 00 «Биология с дополнительной специальностью География»
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconПрограмма элективного курса по биологии для учащихся 10-х классов...
Программа предназначена для изучения курса «Микробиология» в классах химико-биологического профиля и рассчитана на 34 часа, 1 час...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconРабочая учебная программа по географии за курс средней (полной) общей...
Рабочая программа конкретизирует содержание предметных тем Государственного образовательного стандарта, даёт распределение учебных...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconРабочая учебная программа дисциплины
Дисциплина относится к базовым дисциплинам профиля, базируется на результатах изучения дисциплин естественно-научного цикла, в том...
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconРабочая программа по нормальной физиологии естественно научного цикла...
Введение в предмет нормальная физиология 2 Физиология возбудимых тканей 3 Система крови
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconРабочая программа по курсу «Клетки и ткани»
Он предназначен для учащихся 10–11-х классов медико-биологического профиля, а также для учащихся, проявляющих интерес к цитологии....
Программа курса по выбору Введение в синергетику для обучающихся 10-11 классов естественно-научного профиля iconПояснительная записка
Данный курс по выбору «Искусство. Музыка и кино сша» предназначен для учащихся 9-х классов и помогает им сориентироваться в выборе...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск