Файл: UMK_KSE_FGOS-3_dlya_studentov_MITRO_2.doc

б) дайте определения понятий тезауруса темы: периодический закон Д.И. Менделеева, химическая связь, реакционная способность вещества, аллотропия, изомеры, химическое равновесие, термодинамические и кинетические методы управления химическими реакциями, хиральность;

в) Задание на самостоятельное получение нового знания. Найти ответ на вопрос: Существует ли закономерность в порядке закрутки раковин улиток различных видов?

Литература: 3 гл.5;4 с227-228; 7 с. 54-161, 172-173; 8 с. 245-268, 434-435; 10 с. 246-265; 11 с.110-117, 127-134.

4 Раздел. Порядок и беспорядок в природе.

Тема: Порядок и беспорядок в природе. Динамические и статистические закономерности в природе.

Домашнее задание: а) ответьте на контрольные вопросы:

1. Поясните, что такое корпускулярно-волновой дуализм света.

2. .В чем суть гипотезы де Бройля?

3. Как трактуется понятие энтропии в информатике?

4. Каковы условия образования структур из хаоса?

5. Приведите примеры самоорганизации из разных областей естествознания.

б) дайте определения понятий тезауруса темы: механистический детерминизм, принцип неопределенности, принцип дополнительности, постулаты Бора, квантовые числа, принцип Паули, принцип минимума энергии, первое начала термодинамики, открытые и закрытые системы, обратимые и необратимые процессы, равновесное состояние, бифуркация

Вопросы к семинару

1. Динамические и статистические закономерности в природе. Механистический детерминизм Лапласа. Вероятностный характер законов статистической физики и квантовой механики.

2. Принципы неопределенности и дополнительности. Корпускулярно-волновой дуализм.

3. Постулаты Бора. Квантовые числа. Принципы Паули и минимума энергии. Строение атомов. Таблица Менделеева.

4. Первое начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Закрытые и открытые системы. Второе начало термодинамики (принцип возрастания энтропии). Необратимость времени.

5. Неравновесная термодинамика открытых систем. Порядок из хаоса. Синергетика. Условия самоорганизации. Примеры самоорганизации в живой и неживой природе. Принцип универсального эволюционизма. Перспективы развития энергетики.

6. Перспективы развития энергетики.

Литература: 1 с. 87-90, 111-116; 3 гл.3 п. 9-13; 4 гл. 5, 7; 7 гл. 18, 20-22; 8 гл. 4-6, 13; 10 с. 157-222; 11 с.57-63; 15 §§ 18-36; 18 с. 62-80.

5 Раздел. Панорама современного естествознания.

Тема: Космология. Космогония. Концепции наук о Земле. Современные концепции развития геосферных оболочек.

Домашнее задание: а) ответьте на контрольные вопросы:

1. .Мы наблюдаем «разбегание» галактик. Значит ли это, что наблюдатель на Земле находится в центре Вселенной?

2. Какие наблюдательные основы модели Большого Взрыва?

3. Перечислите геосферы Земли.

4. В чем состоит гипотеза дрейфа континентов? Какие данные её обосновывают?

5. Какая геосфера Земли защищает от солнечного «ветра», и каким образом?

б) дайте определения понятий тезауруса темы: красное смещение, закон Хаббла, космологическое расширение, Большой Взрыв, кора, мантия, ядро Земли

Вопросы к семинару

1. Космология. Красное смещение в спектрах Галактик. Закон Хаббла.Теория Большого Взрыва. Сценарии развития Вселенной в будущем.

2. Эволюционная химия.

3. Космогония Солнечной системы.

4. Внутреннее строение Земли.

5. Эволюция литосферы.

6. Строение и эволюция и земной атмосферы

Литература: 1 гл. 4; 3 гл.4, 6; 4 гл. 6; 7 гл. 8, 9, 12, 13; 8 гл. 9, 10; 10 с. 95-97; 11 с.79-109; 15 §§ 46-52; 18 с. 83-86, 125-173.

Тема: Возникновение и эволюция живого. Особенности биологического уровня организации материи.

Домашнее задание: а) ответьте на контрольные вопросы:

1. Чем отличается живое от неживого?

2. Перечислите существующие концепции происхождения жизни. Выскажите своё отношение к этим концепциям.

3. Каковы основные этапы биологической эволюции на Земле?

4. Какова главная идея дарвинизма?

5. Какой вклад в теорию эволюции внесла генетика?

б) дайте определения понятий тезауруса темы: жизнь, коацерват, прокариоты, эукариоты, генетика, ген, ДНК, хромосома, наследственность, изменчивость, естественный и искусственный отборы, микро- и макроэволюция

Вопросы к семинару

1. Особенности биологического уровня организации материи.

2. Концепции происхождения жизни.

3. Теория А.И. Опарина.

4. Эволюционная теория Ч. Дарвина.

5. Современная синтетическая теория эволюции в биологии: принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем.

6. Генетика и эволюция.

Литература: 1 гл. 7; 3 гл.7; 4 гл. 10-15; 7 гл. 27, 28; 8 гл. 11, 12; 10 с. 266-306; 11 с.123-177; 15 §§ 57-59; 18 с. 196-201.

6 Раздел. Биосфера и человек.

Тема: Антропогенез. Биосфера. Ноосфера.

Домашнее задание: а) ответьте на контрольные вопросы:

1. Какие геохимические функции биосферы осуществляются через питание, дыхание и размножение?

2. В чём проявляется влияние Космоса на биосферу?

3.Сформулируйте четвёртый закон экологии Б. Коммонера.

4. В чем суть концепции ноосферы?

5. Существует ли ноосфера в настоящее время? Обоснуйте Ваш ответ.

б) дайте определения понятий тезауруса темы: экосистема, антропогенез, экологические функции литосферы, биосфера, биогеохимические функции биосферы, космические циклы, ноосфера.

в) провести сравнительный анализ радиационного загрязнения среды атомной и угольной энергетики.

г) Написать эссе (на выбор) по экологическим проблемам: «Потепление климата: причины и последствия», «Существует ли экологически чистая энергетика?», «Атомная энергетика в России: проблемы и перспективы».

Литература: 1 гл. 8, 10; 3 гл.8, 9; 4 гл. 16; 7 гл. 29, 30; 8 гл. 14; 10 с. 307-443; 11 с.178-217; 15 § 56, часть 6; 18 с. 174-195.

Вопросы к зачёту

1. Эмпирические методы естествознания.

2. Теоретические методы естествознания.

3. Механическая картина Мира. Корпускулярная и континуальная концепции. Атомисты, Зенон, Аристотель, Декарт, Ньютон. Механика Ньютона. Принцип суперпозиции. Принцип дальнодействия.

4. Электромагнитная картина Мира. Фарадей. Физическое поле и принцип близкодействия. Электродинамика Максвелла.

5. Квантово-полевая картина Мира. Гипотеза Планка.Корпускулярно-волновой дуализм.Принцип дополнительности. Области применимости законов и принцип соответствия.Современная эволюционная естественнонаучная картина Мира.

6. Законы сохранения и симметрия.

7. Познание человеком окружающего мира на примере расширения знаний о форме Земли, устройстве Солнечной системы.

8. Единицы измерения расстояний. Измерение времени. Происхождение единиц измерения времени.

9. Свойства пространства и времени. Евклидово пространство. Неевклидовы пространства. Реальное физическое пространство.

10. Принцип относительности – критерий неизменности законов природы. Понятие системы отсчета. Закон инерции. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Инвариантность 2-го закона Ньютона.

11. Взгляды Ньютона на пространство и время. Неинерциальные системы отсчета.

12. Принцип относительности и законы электродинамики. Преобразования Лоренца.

13. Специальная теория относительности (СТО).Постулаты СТО. Следствия СТО.

14. Относительность пространственных и временных интервалов. Пространственно-временной континуум. Инвариантность мирового интервала и его псевдоевклидовость. Диаграммы Минковского.

15. Энергия и импульс в релятивистской механике. Знаменитая формула Эйнштейна Е = mc².

16. Общая теория относительности. Принцип эквивалентности. Искривление пространства-времени в сильных гравитационных полях.

17. Человек как основной масштабный фактор деления единого физического мира на микро-, макро- и мегамир.

18. Фундаментальные физические взаимодействия. Фундаментальные элементарные частицы.

19. Структура и характеристики протона и нейтрона. Атомные ядра, атомы, молекулы. Устойчивость микросистем и фундаментальные взаимодействия.

20. Виды материи и структуры макромира. Виды материи мегамира.

21. Структуры мегамира.

22. Разнообразие и эволюция звёзд.

23. Перспективы развития энергетики.

24. Структурные уровни организации живых систем. Хиральность.

25. Динамические и статистические закономерности в природе.Принципы неопределенности и дополнительности. Корпускулярно-волновой дуализм.

26. Закрытые и открытые системы. Термодинамическое равновесие и температура. Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии в макроскопических процессах). Обратимые и необратимые процессы.

27. Энтропия. Статистический смысл энтропии. Второе начало термодинамики. Необратимость времени. Энтропия в информатике.

28. Синергетика. Условия самоорганизации. Примеры самоорганизации в неживой природе. Принцип универсального эволюционизма.

29. Космология. Стационарная модель Вселенной Эйнштейна. Работы А.А. Фридмана. Закон Хаббла. Оценка возраста Вселенной. Теория Большого Взрыва Г. Гамова. Сценарий развития Вселенной.

30. Уровни организации живой материи.

31. Концепции происхождения жизни. Теория А.И. Опарина. Проблема происхождения жизни.

32.Экология и адаптационные возможности человека. Химические и ионизирующие загрязнения окружающей среды как мутагенные патогенные факторы. Генно-модифицированные организмы.

Приложение

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Составитель Величкин В.Е.

Учебное пособие

Раздел 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира

Естествознание в системе науки

Естествознание – это раздел науки, основанный на вос­производимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или эмпирических обобщений, описывающих природные явления.

Предмет естествознания – факты и явления, которые воспринимаются нашими органами чувств. Задача ученого – обобщить эти факты и создать теоретическую модель, включающую законы, управляющие явлениями природы. Следует различать факты опыта, эмпирические обобщения и теории, которые формулируют законы науки. Явления, например тяготение, непосредственно даны в опыте; законы науки, например закон всемирного тяготения, – варианты объяснения явлений. Факты науки, будучи установленными, сохраняют свое постоянное значение; законы могут быть изменены в ходе развития науки, как, скажем, закон всемирного тяготения был скорректирован после создания теории относительности.

В науке признается истиной то положение, которое подтверждается воспроизводимым опытом. Основной принцип естествознания гласит: знания о природе должны допускать эмпирическую проверку. Не в том смысле, что каждое частное утверждение должно обязательно эмпирически проверяться, а в том, что опыт в конечном счете выступает решающим аргументом принятия данной теории.

Естествознание в полном смысле слова общезначимо и дает «родовую» истину, т. е. истину, пригодную и принимаемую всеми людьми, поэтому оно традиционно рассматривалось в качестве эталона научной объективности. Другой крупный комплекс наук – гуманитарных, – напротив, всегда был связан с групповыми ценностями и интересами, имеющимися как у самого ученого, так и в предмете исследования. Поэтому в методологии гуманитарных наук наряду с объективными методами исследования приобретает большое значение переживание изучаемого события, субъективное отношение к нему и т. п.

От технических наук естествознание отличается нацеленностью на познание, а не на помощь в преобразовании мира, а от математики – тем, что исследует природные, а не знаковые системы.

Следует учитывать различие между естественными и техническими науками, с одной стороны, и фундаментальны­ми и прикладными – с другой. Фундаментальные науки – физика, химия, астрономия – изучают базисные структуры мира, а прикладные занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач. В этом смысле все технические науки являются прикладными, но далеко не все прикладные науки относятся к техническим. Такие науки, как физика металлов, физика полупроводников, являются естественными прикладными дисциплинами, а металловедение, полупроводниковая технология – техническими прикладными науками.