Рабочая программа Ф ТПУ 7.1-21/01

учебной дисциплины

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УТВЕРЖДАЮ:

Декан ГФ В.Г. Рубанов «_» 2004 г.

Концепции современного естествознания Рабочая программа, контрольные задания и методические указания для студентов специальности 350700 «Реклама»

Факультет гуманитарный (ГФ) Обеспечивающая кафедра: общей физики Курс I Семестр Учебный план набора 2004 года с изменениями 2003 года Распределение учебного времени Лекции 18 часа (ауд.) Лабораторные занятия 18 часа (ауд.) Практические (семинарские) занятия 18 часа (ауд.) Всего аудиторных занятий 54 час Самостоятельная (внеаудиторная) работа 72 часов Общая трудоемкость 126 часов Экзамен в 1 семестре Документ: Рабочая проограмма Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева Рабочая программа Ф ТПУ 7.1-21/ учебной дисциплины Томск Предисловие Рабочая программа составлена на основе ГОС ВПО по специальности: 350700 – Реклама _ _ _ утвержденного 10.03.2000 г., и ГОС ВПО (ПрОП ТПУ)_ Дата (обозначение или наименование) _ другого документа университетского уровня по направлению, специальности, специализации РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры общей физики 22.06.2004 г. протокол № 2. Разработчик:

доцент кафедры общей физики_ Г.В. Ерофеева 3. Зав. обеспечивающей кафедрой ОФ _ И.П. Чернов 4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с факультетом, выпускающей кафедрой специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.

Зав. выпускающей кафедрой культурологии и социальной коммуникации А.П. Моисеева УДК 006.44.378. Документ: Рабочая проограмма Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева Рабочая программа Ф ТПУ 7.1-21/ учебной дисциплины Ключевые слова: рабочая программа, содержание, оформление требования, структурные элементы, экспертиза, согласование, утверждение, хранение, обращение.

РП ГФ.doc Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины факультета, по специальности «Социальная работа». Теоретическая часть программы содержит информацию об истории естествознания, общем предмете и методе изучения естественных наук, общих свойствах пространства - времени и их проявлениях в живой и неживой материи, о гипотезах возникновения Вселенной и жизни и дальнейшем развитии. Указан перечень лабораторных и практических занятий, темы рефератов, а также лекционных аудио-видеодемонстраций.

естественных наук и математики Ерофеева Г.В., E-mail: [email protected].

Abstract

The working program at the course "Concepts of modern natural sciences " is intended for the faculty. The theoretical part of the program contains an information about a history of natural sciences, general subject and method of study of natural sciences, general properties of space - time and their manifestations in an alive and lifeless substance, about hypothesizes of origin of the universe both life and further development. The list of laboratory and practical occupations, theme of the abstracts, and also lecture audio-video demonstrations is indicated.

Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины The developer: the senior lecturer of department of general physics of faculty of natural sciences and mathematics Еrofeeva G.V., E-mail:

[email protected].

1.1. Цели преподавания дисциплины Целью преподавания является подготовка специалиста, владеющего общими закономерностями естественнонаучных дисциплин, знакомого с современными достижениями, проблемами естествознания и научными прогнозами развития Мира.

Согласно квалификационной характеристике и общей фундаментальной подготовленности бакалавр в области социальной работы по курсу ЕН.03 концепции современного естествознания отвечает следующим требованиям:

имеет представления об истории естествознания, о влиянии естественнонаучных достижений на социальные процессы, предмете и методе исследований естественных наук.

- свойствах пространства-времени, открытых системах и их проявлениях в живой и неживой природе, целостностной иерархической картине Мира и его развитии.

- периодичности процессов в живой и неживой природе.

- проблемах и достижениях естествознания, их военных, экономических и социальных последствиях.

- перспективах решений глобальных проблем современности.

- трансформации идей естествознания в другие науки.

имеет представления об экологических проблемах Томска и области, влиянии излучений на живые организмы, лечебных свойствах излучений.

Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины ЕН.Ф.06. Концепции современного естествознания - 100 часов Национальный - региональный компонент - 6 часов Взаимодействие излучения с веществом. Радиоактивное загрязнение.

Проблемы питьевой воды. Экологически чистые источники энергии.

Вузовский компонент. Уникальное оборудование Томского политехнического университета. Лечебные свойства излучений, малогабаритные бетатроны в клинике мединститута им. Савиных (применение в лечебных целях с 1975 г.).

1.2. Задачи изложения и изучения дисциплины Состав и содержание средств обеспечивающих достижение целей:

1. Рабочая программа курса, соответствующая ГОС ВПО специальности 521100 - социальная работа.

2. Курс лекций, отвечающий программе, сопровождающийся лекционными аудио-видео демонстрациями, плакатами, рисунками.

3. Практические занятия по курсу в компьютерном классе на ЭВМ типа Макинтош.

4. Лабораторные занятия по курсу (компьютерное моделирование).

5. Семинарские занятия. Реферативные сообщения студентов.

6. Написание рефератов и их защита.

7. Коллоквиумы (тестирование в компьютерном классе).

2. Содержание теоретического раздела дисциплины 2.1. Лекционные занятия – 18 часов 2.1.1. Введение – 1 час История естествознания Натурфилософия (с I в. до н.э. до середины XVII в.). Возникновение естествознания. Начало дифференцированного изучения природы.

Механический взгляд на природу. Период формирования физической науки. Особенности развития естествознания в России. Химия и Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины биология в ХХ в. Влияние естественнонаучных достижений на развитие общества.

2.1.2. Естествознание как наука – 4часа Цели и задачи курса. Предмет исследования естествознания. Научный метод исследований. Дифференцированное изучение природы, достоинства и недостатки.

Свойства пространства - времени. Симметрия и асимметрия в живой и костной материи. Симметрия и равновесное состояние., асимметрия как нарушение равновесия, изменчивость, переход в новое состояние равновесия.

Геометрия пространства - времени. Неевклидовы геометрии. Связь кривизны пространства с тяготением и плотностью материи.

Вселенная. Происхождение и развитие. Гипотезы происхождения Вселенной. Эпохи развития: адронная, лептонная, излучения и вещества. Современные представления о Вселенной и ее дальнейшем развитии. Обоснование гипотезы о Вселенной как открытой системе.

2.1.3. Особенности открытых систем – 4 часа Термодинамики открытых систем. Порядок и беспорядок в природе.

Макросистеиы вдали от равновесия. Открытые диссипативные системы.

Появление самоорганизации в открытых системах и превращение флуктуаций в макроскопические эффекты. Роль нелинейности. Понятие о бифуркациях. Теория катастроф. Идеи синергетики. Самоорганизация в неживой природе. Примеры и классификация диссипативных структур.

2.1.4. Трансформация идей естествознания в другие науки - 4 часа Открытые системы в социальных науках, философии и экономики.

Рынок как открытая система. Возникновение спонтанного порядка и равновесия между спросом и предложением. Объяснение спонтанного порядка с позиций синергетики.

Самоорганизация как источник порядка и развития жизни и экономических систем. Кооперативные процессы в экономике.

Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины Эволюционные и необратимые процессы в жизни и экономике (по Н.Кондратьеву). Положительные и отрицательные обратные связи.

Самоорганизация в общественной жизни. Роль самоорганизации в возникновении жизни.

2.1.5. Возникновение жизни - 4 часа Определение понятия "жизнь". Гипотезы возникновения жизни.

Первичная неокисленная атмосфера Земли. Образование вторичной атмосферы и гидросферы. Гипотеза образования органических соединений. Коацерватные капли. Образование РНК и ДНК.

Экспериментальные попытки получения РНК и ДНК в лабораторных условиях. "Левая асимметрия" белковых соединений.

Влияние излучений на живые организмы, лечебные свойства излучений (Бетатроны в клиниках мединститута.). Экология Томской области.

2.1.6. Заключение - 1 час Современная картина Мира от атома до Вселенной. Ступени иерархии материи. Силы и взаимодействия. Проблемы достижения естествознания. Перспективы научных решений глобальных проблем современности и их военные, экономические и социальные последствия.

3. Содержание практического раздела дисциплины Лечебные свойства излучений Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины 9. Жизнь как саморегулирующийся ритмический процесс. 4. Программа самостоятельной познавательной деятельности а) Пути создания идеальной энергетики б) Открытия в естествознании в) Самоорганизация в природе и обществе г) Научно-технические изобретения и современные проблемы.

5. Текущий и итоговый контроль результатов изучения дисциплины Рейтинговая система оценки текущих и итоговых знаний Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 6.1. Перечень используемых информационных продуктов 2. Практические и лабораторные занятия в компьютерном классе ЭВМ типа "Макинтош".

3. Материалы, полученные по сети интернет: объекты Вселенной, космические корабли, посадка на Луну.

4. Компьютерные демонстрации I. Пространственные и временные диссипативные структуры:

1. Ячейки Бенара.

2. Реакция Белоусова-Жаботинского.

II. Хаос-хаотическое тепловое движение молекул.

6.2. Перечень рекомендуемой литературы 1. Г.В.Ерофеева, В.В.Ларионов, И.П.Чернов, Курс современного естествознания, часть I, Томск: издание ТПУ, 1999.-100 с.

2. В.А.Стародубцев, В.М.Малютин, Компьютерное моделирование, Томск: 1995, - 30 с.

3. М.И.Потеев Концепции современного естествознания. М.: "Питер", 1999-350 с.

1. Т.Я.Дубнишева, Концепции современного естествознания. /Учебник под редакцией академии РАН МФ Жукова.-Новосибирск: ООО, Изд-во ЮКЗА. 1997-832.

2. Г.И.Рузавин. Концепции современного естествознания. М.: "ЮНИТИ".

1997-286 с.

I. Как изменяется энтропия закрытой системы?

1. Не может убывать.

Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины 2. Остается постоянной.

3. Убывает.

4. Возрастает.

II. В какой системе может возникнуть диссипативная структура?

1. Закрытый.

2. Открытый.

3. В системе, находящейся в состоянии равновесия.

4. В системе, находящейся в стационарном состоянии.

III. Какое состояние системы является наиболее вероятным?

1. Неравновесное.

2. Высокоэнтропийное.

3. Равновесное.

4. Правильный ответ не указан.

IV. Какая величина характеризует степень беспорядка системы?

1. Негэнтропия.

2. Симметрия.

3. Асимметрия.

4. Энтропия.

V. Какое свойство пространства зависит от гравитационного поля?

1. Относительность.

2. Симметрия.

3. Асимметрия.

4. Кривизна.

VI. Как проявляется единство симметрии и асимметрии в живой и неживой природе?

Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины Ответ: Единство симметрии - асимметрии обнаруживает в общей форме закон единства и борьбы противоположностей. При этом понятие симметрии связывается с устойчивостью тел и явлений, с сохранением ими данных состояний, т.е. с равновесием и является преобладающим в неживой материи. Чтобы произошло какое-то изменение (выход из состояния равновесия), необходимо возникновение некоторой асимметрии (действие внешних по отношению к системе сил) как причины изменения вообще, таким образом, с понятием асимметрии связывается изменчивость, динамизм, развитие. Для тел живой природы взаимодействие со средой и постоянное изменение в процессе обмена веществ является коренным условием их существования. Поэтому преобладание асимметрии как в структурах, так и в процессах живого организма, является закономерным. Симметрия же остается в качестве основного условия закрепления полученных изменений, сохранения данного типа структуры. Единство симметрии и асимметрии наблюдается на всех уровнях живого - от его микроуровня (веществ, составляющих живое) до единой системы целостного организма.

VII. Дайте понятие о бифуркациях и их связи с теорией катастроф.

Ответ: По И. Пригожину бифуркация есть не что иное, как возникновение при некотором критическом значении параметра нового которого возможно некоторое множество вариантов ее дальнейшего развития. Примером бифуркаций может служить состояние выбора абитуриентом учебного заведения, состояние выбора студентом правильного ответа при тестировании и т.д.

Математическая теория бифуркаций очень сложна, точные решения редко удается получить. К точно решаемой ситуации приводит теория катастроф Рене Тома. Точки, в которых изменяются свойства Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины устойчивости стационарных состояний, Рене Том назвал множеством катастроф.

Теория бифуркаций широко используется в универсальных науках, таких как нелинейная неравновесная термодинамика и синергетика. В синергетике изучаются свойства точек бифуркаций и устанавливаются закономерности развития самоорганизующихся открытых систем, их переходы от хаоса к порядку и, наоборот, от порядка к хаосу.

Универсальность термодинамики и синергетики позволяет применять теорию бифуркаций к различного рода системам: физическим, химическим, биологическим, социальным. В синергетике достаточно строго показывается, что никакими внешними воздействиями нельзя "навязать" системе нужное кому-либо поведение, можно только выбрать наиболее подходящий из потенциально заложенных в ней путей. Если этот принцип в реальной жизни нарушается, то это может привести к тяжелым последствиям в политике, экономике, экологии и т.д. или, что еще более опасно, к катастрофам.

Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева учебной дисциплины Дата разработки: 01.10.2004 г.

Разработчик: Г. Е. Ерофеева