Процесс изучения дисциплины направлении на формирование и развитие общекультурных компетенций ОК-1,ОК- 3,ОК-4, профессиональных ПК-1,ПК-2, ПК-3, ПК-7, утвержденным для основной образовательной программы «Биология. Химия».
В результате изучения учебной дисциплины Естественно-научной картины мира бакалавр должен:
знать:
- историю, панораму и тенденции развития современного естествознания;
- фундаментальные законы природы, определяющие тенденции развития современного естествознания;
- соотношение порядка и беспорядка в природе, упорядоченность строения физических объектов, принципы перехода из упорядоченного состояния в неупорядоченное и наоборот;
- особенности самоорганизации в живой и неживой природе, иерархию структурных элементов материи от микромира до макро – и мегамира;
- специфические свойства живого, принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем, понятие гомеостаза, целостности и асимметрии живых систем;
- принципы систематики живых организмов, биологическое многообразие и его роль в сохранении устойчивости биосферы;
- особенности взаимодействия организма и среды, особенности экосистемы, принципы охраны природы и рационального природопользования;
- этапы эволюции человека, его роли в развитии биосферы;
- принципы универсального эволюционизма и синергетики.
уметь:
- применять знания основных положений и принципов предмета для объяснения роли человека в природе;
- использовать в практике и педагогической деятельности различные принципы естествознания;
- выделять основные принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем;
- устанавливать закономерности и связи самоорганизации в живой и неживой природе.
- анализировать многообразие живых организмов.
владеть:
- навыками нахождения причинно-следственных связей между законами природы и последствиями антропогенного вмешательства в природные процессы.
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ П СЕМЕСТРАМ
Курс Естественно-научная картина мира читается в первом семестре. Общий объем дисциплины составляет 3 зачетных единицы, что соответствует 54 аудиторным часам (18 часов лекций и 36 часов практических или семинарских занятий) и 54 часам на самостоятельную работу студентов. Итоговая отчетность по дисциплине – экзамен.
| № п/п
| Дисциплина
| Семестр
| ЗЕ
| Всего часов
| Аудит.
часы
| Лекц.
| Практ
| Самост.
работа
| Форма отчетности
|
| 1.
| Естественно-
научная картина мира
|
|
|
|
|
|
|
| экзамен
|
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ
| №
п/п
| Модуль, тема
| Всего часов
| Аудиторных
| Лекции
| Семинары
| Самост. работа
|
| 1.
| Цивилизация, культура, наука. Природа и ее изучение, естествознание. Значение естествознания в современном мире. Особенности современной науки.
|
|
|
|
|
|
| 2.
| Особенности и методы научного познания. Научный метод –основа науки. Принципы познания в естествознании.
|
|
|
|
|
|
| 3.
| Универсальность законов природы.
Фундаментальность вероятностных закономерностей. Математическая гармония природы. Язык и реальность в современной физике.
|
|
|
|
|
|
| 4.
| Различные способы видеть мир, мировоззрение. Механическая и электромагнитная картина мир. Кризис физики и «новейшая революция в естествознании». Научные революции.
|
|
|
|
|
|
| 5.
| Синергетика и становление нового понимания мира. Универсальный (глобальный) эволюционизм.
|
|
|
|
|
|
| 6.
| Материя, движение и взаимодействие, структурная организация материи. Концепции атомизма и поля. Концепции пространства и времени. Симметрия пространства и времени.
|
|
|
|
|
|
| 7.
| Квантовая физика. Основные идеи и принципы квантовой механики. Квантовая лестница. Элементарные частицы как глубинный уровень организации.
|
|
|
|
|
|
| 8.
| Космология. Расширяющая Вселенная. Горячая Вселенная. Антропный принцип и эволюция Вселенной.
|
|
|
|
|
|
| 9.
| Современная физическая картина мира. Смена естественно-научной традиции. Современный рационализм. Наука и искусство – два способа познания мира.
|
|
|
|
|
|
| ИТОГО:
|
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ЛЕКЦИЙ
| №
п/п
| Содержание лекций
| Часы
|
| 1.
| Наука, ее основные черты и отличия от других отраслей культуры. Естественная и искусственная среды. Человеческая цивилизация. Культура. Материальная, социальная и духовные культуры. Социальный аспект науки. Цели науки. Научный метод. Научное познание. Признаки науки. Наука с информационной точки зрения. Наука как часть духовной культуры. Наблюдение и эксперимент. Мысленный эксперимент. Проверка наблюдений и экспериментов. Научные факты. Надежность теории. Атрибуты науки. Единство наук. Научные знания. Методологический принцип науки. Природа и ее изучение. Естествознание и обществознание. Основные компоненты естествознания. Критерии классификации наук. Фундаментальные и прикладные науки. Понятия, законы, научные теории. Единство всех физических, химических и биологических явлений. Дифференциация и интеграция естествознания. Коэволюция. Русский космизм. Человек – активный фактор Природы. Фундаментальные концепции естествознания. Гуманитарные науки. Технические науки. Философия. Натурфилософия. Аналитический метод мышления. Метафизический способ мышления. Метафизика. Диалектика мышления. Принцип постоянного саморазвития и движения материи. Значение естествознания в современном мире. Роль физики. Физика как важнейший источник знаний об окружающем мире. Физика как основа научно-технического прогресса. Физика как важнейший компонент человеческой культуры. Особенности современной науки. Резко возросшее количество ученых. Рост научной информации. Мир современной науки. Возможности науки. Ученый как особая профессия. Внимание к науке со стороны государства. Деформация науки под воздействием общества.
|
|
| 2.
| Научный метод и принципы познания естественных наук. Методы в науке: анализ, синтез, абстрагирование, идеализация, обобщение, индукция, дедукция, аналогия, моделирование. Математическое моделирование. Мысленный эксперимент. Эмпирический и теоретический уровни научного познания. Научные теории. Научные понятия. Объективная истина. Абсолютна и относительная истины. Объективность научного познания. Доказательность, обоснованность результатов и достоверность выводов. Особенности и методы научного познания. Научный метод – основа науки. Сущность научного метода. Критерии истины. Проверки и уточнения. Методологический принцип – бритва или лезвие «Оккама». Принципы познания в естествознании: принцип причинности, принцип наблюдаемости, принцип симметрии, принципы оптимальности, принципы или правила отбора и др. Красота научной теории. Красота. Признаки, описывающие структуру понятия красоты теории. Простота теории. Адекватность математического аппарата. Четкость и ясность обозначений и терминологии. Редукционизм. Парадоксы как движущая сила науки. Причина. Следствие. Закон сохранения энергии. Закон сохранения электрического заряда. Второй закон термодинамики или закон убывания энтропии. Симметрия. Типы симметрии: поворотная, переносная (трансляционная), зеркальная, симметрия подобия, калибровочная. Асимметрия. Стереоизомеры. Дисимметрия.
|
|
| 3.
| Универсальность законов природы. Естественные законы. Фундаментальные физические законы. Законы науки. Различные способы описания природы. Понятие – поле. Универсальность законов природы. Фундаментальность вероятностных закономерностей. Динамические и статистические (вероятностные, случайные, стохастические) законы. Концепция неполноты знаний. Лапласовский детерминизм. Концепция равноправия динамических и статистических закономерностей. Случайность и неопределенность как основа природы вещей. Динамический (детерминированный) хаос и условия его наблюдения. Пути перехода к хаосу. Идеальный классический детерминизм. Математическая гармония природы. Научность. Универсальный язык естествознания. Математика и ее роль в науке. Язык и реальность в современной физике. Естественные и искусственные языки. Математическая формализация. Краткость и наглядность математического языка. Предсказание новых явлений и течения событий. Проверка теорий, претендующих на роль фундаментальных законов природы. Рациональное (аналитическое или логическое) познание. Интуитивное (синтетическое, образное или художественное) познание. Рациональный метод познания. Ограниченность знаний. Знания о микромире и макромире.
|
|
| 4.
| Различные способы видеть мир, мировоззрение. Картина мира и ее роль в естествознании. Обыденная картина мира. Научная картина мира. Единая целостная картина мира. Религиозные представления о мироздании. Эзотерическая концепция Вселенной. Философский подход к человеку и космосу. Естественно-научная картина мира. Мировоззрение. Научное мировоззрение. Мировосприятие. Миропонимание. Традиции и мифы. Религия. Идея природы. Сходство и отличие картины мира от мировоззрения. Ньютоновско-картезианская парадигма. Двойственность реальности. Физическая картина мира. Ньютоновско-картезианская парадигма. Материя и сознание. Идея единства. Механическая и электромагнитная картины мира. Особенности механической (механистической) картины мира. Механическая модель эфира. Мир как гигантская машина, построенная по законам механики. Человек в механической картине мира. Концепция преформизма (матрешечная теория). Особенности электромагнитной картины мира. Физическое поле. Вещество и поле. Электромагнитное и гравитационное поле. Электромагнитное взаимодействие. Электромагнитная модель. Электрон, протон, фотон. Корпускулярно-волновой дуализм. Кризис физики и «новейшая революция в естествознании». Причины кризиса. Научные революции. Классификация научных революций. Три типа научных революций, периоды. Парадигма. Кризис физики в начале XX века. Разрушение представлений о макромире. Изменение представлений о материи, о пространстве и времени, причине и следствии и др.
|
|
| 5.
| Синергетика и становление нового понимания мира. Новые идеи синергетики. Основные задачи синергетики. Религия и наука. Процесс возникновения порядка из хаоса как результат самоорганизации материи на основе случайного порядка. Замкнутые (изолированные) и открытие системы. Тепловое равновесие. Возрастание неупорядоченности. Второй закон термодинамики. Энтропия. Неравновесные неустойчивые системы. Самоорганизация. Самоусложнение. Диссипативные структуры. Равновесие с условиями внешней среды. Бифуркации. Облачность. Ячейки Бенара. Химические часы. Реакция Белоусова-Жаботинского. Эволюция. Лазер. Упорядоченность и согласованность в системе. Общественные процессы. Необратимость, вероятность и случайность. Синергетический императив. Законы совместной жизни природы и человека, их коэволюция. Универсальное видение мира. Идея развития (идея эволюции). Противоречие между эволюционной теорией Дарвина и классической термодинамикой. Концепция самоорганизации. Диссипативные структуры. Значение синергетики для современного естественно-научного познания. Универсальный (глобальный) эволюционизм. Единый процесс самоорганизации и развития материи. Антропный принцип. Принцип отбора. Принцип запрета. Бифуркационное состояние. Эмпирические обобщения, лежащие в основе принципа универсального эволюционизма. Необратимость эволюции. Эволюция вселенной.
|
|
| 6.
| Фундаментальные концепции физического описания природы. Материя, движение и взаимодействие, структурная организация материи. Движение. Связь и взаимодействие. «Частицы» и «волны». Местоположение и время. Дискретность и непрерывность. Системность и структурность. Субординации, соподчинение элементов. Уровни организации систем. Целостность системы. Микро-, макро- и мегамир. Механическое движение. Физическая форма движения материи. Теплота, температура. Концепции атомизма и поля. Физическое поле. Редукционизм. Полевая концепция. Идея близкодействия. Свет. Корпускулярные и волновые сущности. Концепции пространства и времени. Протяженность и длительность. Время как движение. Время как рождение и гибель. Концепция движения (концепция Ньютона) и концепция эволюции (концепция Дарвина). Классическая физическая модель пространства и времени. Принцип относительности Галилея. Абсолютный характер дины и длительности. Пространство-время в специальной теории относительности. Специальная теория относительности. Обобщенный принцип Галилея. Специальная теория относительности. Принцип постоянства скорости света. Преобразование Лоренца. Одновременность. Симметрия пространства и времени. Относительность промежутков времени. Эффект релятивистского замедления времени. Относительность длины. Скорость тела в разных системах отсчета. Закон пропорциональности массы и энергии. Гравитация в классической физике. Различные системы геометрий. Общая теория относительности и геометрия, связь пространства-времени с материей. Черные дыры. Симметрия пространства и времени.
|
|
| 7.
| Квантово-механическая концепция описания природы. Квантовая физика. Микрообъекты. Нестабильные микрообъекты. Стабильные микрообъекты. Физические характеристики вещества. Основные идеи и принципы квантовой механики. Дискретность (квантование). Идеи квантования. Корпускулярно-волновой дуализм. Идея корпускулярно-волнового дуализма для электромагнитного излучения. Дебройлевская длина. Соотношение неопределенности и принцип дополнительности. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Общий принцип дополнительности. Синтез. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Волновая функция. Принцип тождественности. Квантовая лестница. Элементарные частицы как глубинный уровень организации. Фотон, протон, электрон, нейтрон, мезон и нейтрино. Лептоны. Андроны. Фермионы. Гравитоны. Изотопическая инвариантность. Типы фундаментальных взаимодействий и квантовые поля – поля и частицы. Фундаментальные взаимодействия. Гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия. Квантовые поля. Вакуум. Кварковая природа материи и единство сил природы. Кварки. Кварки как фундаментальные частицы. Типы кварков. Квантовая хромодинамика. Глюонное поле. Фундаментальные бозоны. Фундаментальные фермионы. Электрослабое взаимодействие. Унитарная симметрия. Суперобъединение. Великое объединение. Теория струн. Этапы познания вещества в физике.
|
|
| 8.
| Космология. Вселенная. Вселенная как безусловный научный факт. Однородность и изотропность Вселенной. Метагалактика. Космос. Галактики. Расширение Вселенной. Основные стадии расширяющейся Вселенной. Реликтовое излучение. Скопление галактик. Млечный путь. Вселенная как динамическая система. Гравитационный парадокс. Фотометрический парадокс. Расширяющая Вселенная. Модель пульсирующей Вселенной. Замкнутая Вселенная с положительной кривизной пространства. Замкнутая Вселенная с отрицательной кривизной пространства. Плотность Вселенной. Постоянная Хаббла. Начало расширения Вселенной. Большой взрыв. Горячая Вселенная. Эра плазмы. «Прозрачность Вселенной». Горизонт видимости. Сингулярное состояние Вселенной. Антропный (антропоцентрический) принцип и эволюция Вселенной. Гравитационная постоянная. Постоянная электромагнитного взаимодействия. Тонкая подстройка Вселенной. Слабые и сильные варианты. Возникновение жизни как необходимое свойство Вселенной. Частицы и античастицы. Условия устойчивости атомов и синтеза ядер. Первые звезды. Тонкая подстройка ядерных и электромагнитных взаимодействий. Тонкая настройка законов природы. Однородность Вселенной.
|
|
| 9.
| Сущность современной естественно-научной картины мира. Теория относительности. Нелинейный мир. Современная физическая картина мира. Системность. Иерархичность и субординация как важнейшие свойства системности. Глобальный эволюционизм. Самоорганизация. Историчность. Физическая реальность. Пространство и время в современной картине мира. Абсолютность времени. Вероятность в современной картине мира. Физический вакуум. Фундаментальные бозоны. Поле и вещество, взаимодействие. Квантовое поле. Взаимопревращение частиц. Особенности вещества и поля в современной картине мира. Физический вакуум как разновидности материи. Смена естественно-научной традиции. Ноосфера - сфера Разума. Принципы современной картины мира. Современный рационализм. Классический рационализм. Неклассический (квантово-физический) рационализм. Постнеклассическое и эволюционно-синергетическое мышление. Редукционизм. Современные рационализм. Наука и искусство – два способа познания мира. Графические изображения и компьютерная графика как примеры, доказывающие сближение науки и искусства. Возможности познания мира. Вера. Искусство как вид духовного освоения действительности человеком. Художественная картина мира. Новый язык – язык изображений.
|
|
| Итого за 1 семестр
|
|
СОДЕРЖАНИЕ И ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (СЕМИНАРОВ)
| №
п/п
| Содержание практических занятий
| Часы
|
| 1.
| Наука, ее основные черты и отличия от других отраслей культуры. Социальный аспект науки. Наука с информационной точки зрения. Наука как часть духовной культуры. Наблюдение и эксперимент. Единство наук. Научные знания. Природа и ее изучение.
|
|
| 2.
| Значение естествознания в современном мире. Основные функции физики. Гуманитарное содержание физики. Различие и сходство между естественными и гуманитарными науками. Особенности современной науки. Роль образования в жизни современного общества.
|
|
| 3.
| Особенности и методы научного познания. Уровни познания, их характеристика. Научный метод – основа науки. Сущность научного метода, его ограничения. Научные понятия. Объективность научного познания.
|
|
| 4.
| Принципы познания в естествознании. Принципы: причинности, детерминизма, наблюдаемости, отбора, симметрии, оптимальности, принцип «бритва Оккама», соответствия. Роль асимметрии в природе. Редукционизм. Антиредукционизм. Парадоксы как движущая сила науки. Красота науки.
|
|
| 5.
| Универсальность законов природы. Динамические и вероятностные законы. Концепция неполноты знаний. Лапласовский детерминизм. Динамический хаос и условия его наблюдения. Фундаментальность вероятностных закономерностей.
|
|
| 6.
| Математическая гармония природы. Математика и ее роль в науке. Язык и реальность в современной физике. Рациональный метод познания. Знания о микромире и макромире.
|
|
| 7.
| Различные способы видеть мир, мировоззрение. Картина мира и ее роль в естествознании. Сходство и отличие картины мира от мировоззрения. Механическая и электромагнитная картина мир.
|
|
| 8.
| Кризис физики и «новейшая революция в естествознании». Научные революции. Классификация научных революций. Кризис физики в начале XX века. Ньютоновско-картезианская парадигма.
|
|
| 9.
| Синергетика и становление нового понимания мира. Новые идеи синергетики. Противоречие между эволюционной теорией Дарвина и классической термодинамикой. Концепция самоорганизации. Диссипативные структуры. Значение синергетики для современного естественно-научного познания.
|
|
| 10.
| Универсальный (глобальный) эволюционизм. Эмпирические обобщения, лежащие в основе принципа универсального эволюционизма. Эволюция вселенной.
|
|
| 11.
| Материя, движение и взаимодействие. Структурная организация материи. Представления о веществе и поле. Концепции атомизма и поля. Образы и свойства частиц и волны.
|
|
| 12.
| Классическая физическая модель пространства и времени. Пространство и время в специальной и общей теориях относительности. Черные дыры. Симметрия пространства и времени.
|
|
| 13.
| Квантовая физика. Основные идеи и принципы квантовой механики. Дискретность (квантование). Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение неопределенности и принцип дополнительности. Волновая функция. Квантовая лестница.
|
|
| 14.
| Элементарные частицы как глубинный уровень организации. Типы фундаментальных взаимодействий и квантовые поля – поля и частицы. Кварковая природа материи и единство сил природы. Фундаментальные бозоны, фермионы.
|
|
| 15.
| Космология. Космос. Галактики. Основные стадии расширяющейся Вселенной. Реликтовое излучение. Гравитационный и фотометрический парадоксы. Расширяющая Вселенная. Большой взрыв.
|
|
| 16.
| Горячая Вселенная. Сингулярное состояние Вселенной. Антропный (антропоцентрический) принцип и эволюция Вселенной. Тонкая подстройка Вселенной. Однородность Вселенной.
|
|
| 17.
| Сущность современной естественно-научной картины мира. Современная физическая картина мира. Особенности вещества и поля в современной картине мира. Физический вакуум как разновидности материи. Смена естественно-научной традиции. Принципы современной картины мира.
|
|
| 18.
| Современный рационализм. Классический рационализм. Редукционизм. Наука и искусство – два способа познания мира. Графические изображения и компьютерная графика как примеры, доказывающие сближение науки и искусства.
|
|
| Рубежный контроль
| Тестирование
|
| Промежуточный контроль
| Экзамен
|
| Итого за 1 семестр
|
|
| | | | |
